Dispersionsverfestigte Werkstoffe

© Fraunhofer IFAM Dresden

Härte nach Anlassen (1 h Wärmebehandlungsdauer) einer dispersionsverfestigten Cu-Legierung im Vergleich zu konventionellen Cu-Werkstoffen

Die Entwicklung dispersionsverfestigter Werkstoffe hat die Verbesserung der Warmfestigkeit und der Kriechbeständigkeit bei gleichzeitigem Erhalt typischer Eigenschaften der metallischen Grundmatrix (z. B. Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit) zum Ziel. Deshalb ist nur ein sehr geringer Volumenanteil an disperser Zweitphase (ca. <5Vol.-%, in der Regel Oxide, Karbide, Nitride) in sehr geringer Größe einzubringen (Dispersoidgröße <100 nm).
Am Fraunhofer IFAM Dresden werden mit pulvermetallurgischen Technologien dispersionsverfestigte Werkstoffe entwickelt. Das Hochenergiemahlen ist geeignet, um nanometergroße Dispersoide in metallische Matrices einzulagern. Die Pulver können sowohl auf verschiedenen Labormühlen als auch in größeren Mengen auf einer Zentrifugalschwingmühle verarbeitet werden. Die Halbzeugherstellung erfolgt druckunterstützt durch heißisostatisches Pressen oder Strangpressen.

Am Beispiel von dispersionsverfestigtem Kupfer konnte die Kombination von hoher elektrischer Leitfähigkeit und einer hohen Warmfestigkeit bzw. Kriechbeständigkeit nachgewiesen werden.

Werkstoffbeispiele

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Spröd-Duktil-Übergang einer ODS-Fe-Legierung für die Anwendung in der Energietechnik

  • DS-Cu Legierungen, z. B. für Anwendungen in der Schweißtechnik
  • DS-Ni Legierungen, z. B. für hochtemperatur- und korrosiv belastete Bauteile im Automobil- und Flugzeugbau
  • DS-Fe Legierungen, z. B. für hochtemperaturbelastete Komponenten in der Energietechnik (Kerntechnik, Kernfusion)

Leistungsangebot

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Energieverlustaufnahme, aufgenommen am TEM (dE=50eV, TiM2,3-Kante), einer DS-Cu-Legierung (weiße Teilchen: TiC Dispersoide)

  • Entwicklung dispersionsverfestigter Werkstoffe mit verschiedenen Metallmatrizes und Verstärkungspartikeln
  • Technologieentwicklung
  • Werkstoffcharakterisierung
  • Beratung und Recherche zum Einsatz dispersionsverfestigter Werkstoffe