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Sprühkompaktieren von Edelstahl‐Matrix‐Verbundwerkstoffen mit der Injektion von harten Partikeln
Author(s) -
Cui C.,
Schulz A.,
Uhlenwinkel V.,
Zobel F.,
Zoch H.W.
Publication year - 2010
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - English
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/mawe.201000638
Subject(s) - materials science , austenite , spray forming , carbide , porosity , metallurgy , abrasive , microstructure , composite material
To produce new types of wear resistant and corrosion resistant materials for the manufacture of knives, hard particles (TiC and VC, size 1–10 μm) have been injected into martensitic stainless steel (X46Cr13) and austenitic stainless steel (X2CrNiMo17‐12‐2) during spray forming, respectively. To eliminate porosity in the deposits and prepare semi‐finished materials for subsequent applications, the spray‐formed billets (diameter 130 mm–160 mm after peeling) have been hot worked to bars (75 mm×25 mm or 75 mm×15 mm) and thin plates (7–8 mm thickness). The microstructures and properties of the spray‐formed and hot worked steel matrix composites have been investigated and evaluated. A porosity level less than 1% in the as‐deposited composites can be achieved under proper carbide powder feeding and spray forming conditions. The carbide particles are more homogeneously distributed in the steel matrices after hot working. The hardness of the spray‐formed composites, particularly the austenitic steel matrix composites, increases significantly with increasing carbide content. The abrasive wear resistance of the composites is also improved. Neue Arten von verschleißfesten und korrosionsbeständigen Materialien wurden erzeugt, indem beim Sprühkompaktieren Refraktärmetallcarbide (MC), speziell TiC und VC (Partikelgröße 1–10 μm), in den rostfreien martensitischen Stahl (X46Cr13) und den austenitischen Stahl (X2CrNiMo17‐12‐2) eingebracht wurden. Zur Verdichtung und Formgebung zu Halbzeugen für spätere Anwendungen als Schneidwerkzeuge wurden die sprühkompaktierten, bolzenförmigen Deposits zunächst zu Platinen (75×25 bzw. 75×15 mm 2 ) geschmiedet und dann weiter zu 7–8 mm dünnen Blechen warmgewalzt. Gefüge und Eigenschaften der sprühkompaktierten Stahl‐Verbundwerkstoffe wurden untersucht und bewertet. Unter geeigneten Bedingungen bei der Pulverzufuhr und beim Sprühkompaktieren kann die Porosität in den Deposits unter 1% liegen. Die Karbidpartikel sind nach der Warmumformung in der Stahl‐Matrix homogener verteilt. Die Härte der sprühkompaktierten Verbundwerkstoffe, insbesondere der austenitischen Matrix‐Composites, steigt signifikant mit zunehmendem Hartstoffgehalt. Die Verschleißfestigkeit der Verbundwerkstoffe wird ebenfalls gesteigert.