Projektbereich D Lugscheider, Erich 383 Projektbereich D ... - SFB 289
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<strong>Projektbereich</strong> D<br />
<strong>Lugscheider</strong>, <strong>Erich</strong><br />
478<br />
4.2.2 Modelltests für die Untersuchung von Werkstoffverbunden für das<br />
Thixoforming und Suche nach Werkzeugsystemen für die Formgebung von<br />
Stählen<br />
Um das Verhalten der Schichten unter Thermowechselbelastung untersuchen zu können,<br />
wurde ein Thermoschockprüfstand aufgebaut. Der Aufbau ist in Bild D-62 dargestellt. Der<br />
Prüfstand besteht aus einem Hydraulikzylinder, der die Proben zyklisch mit einem Druck<br />
von 78 MPa gegen einen im Ofen auf Temperatur gehaltenen Gegenkörper presst. Die<br />
Temperatur des Gegenkörpers, gegen den die zu untersuchenden Proben gepresst wurden,<br />
betrug 117030 °C, womit die Belastungen beim Stahlthixoforming simuliert werden<br />
können. Der Gegenhalter wurde aus temperaturbeständigem Stahl 1.4828 aufgebaut mit<br />
einer Spalte für einen Gegenkörper aus dem Stahl HS 6-5-2. Bei ca. 1200°C befindet sich<br />
der Stahl HS 6-5-2 nah an der unteren Grenze des Solidus-Liquidus-Intervalls, so dass die<br />
im teilflüssigen Zustand auftretenden Belastungen nahe bei den Realbedingungen erfasst<br />
werden können. Während der Belastungszyklen wurden die Proben regelmäßig hinsichtlich<br />
der Bildung von Rissen und Abplatzungen untersucht. Um starke Korrosion während des<br />
Versuchs zu verhindern, wurden die Experimente in Schutzgasatmosphäre durchgeführt.<br />
Hydraulikzylinder<br />
Probe<br />
Kühlgas<br />
Gegenkörper<br />
Ofen<br />
Schutzgas<br />
Temperatur: bis 1400 °C<br />
Anpressdruck: 78 MPa<br />
Haltezeit/Pause: 5s/5s<br />
Gegenkörper: HS 6-5-2, Al-Leg.<br />
Kühlgase: N2, Ar<br />
Schutzgase: N2, Ar<br />
Bild D-62: Thermoschockprüfstand nach Umbau zur Annäherung der Bedingungen beim<br />
Thixoforming von Stahl<br />
Die Untersuchungen zum Korrosionsverhalten der Schichten wurden im Kontakt mit<br />
flüssigen Aluminiumlegierungen A356 (AlSi7Mg: 7,0% Si, 0,3% Mg, Rest Al) bei 740 °C<br />
und mit teilflüssigem Schnellarbeitstahl HS 6-5-2 bei 1275 °C durchgeführt. Durch diesen<br />
Test können die Wechselwirkungen zwischen Werkzeug und flüssiger Legierung nahe den<br />
realen Vorgängen simuliert werden. Die Proben wurden anschließend metallografisch<br />
präpariert und hinsichtlich Korrosionsscheinungen untersucht. Der schematische Aufbau
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