Erzeugung hochbeanspruchbarer Randschichten auf Aluminiumwerkstoffen durch Randschichtlegieren und Nitrieren

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Aluminiumlegierungen sind auf Grund ihrer geringen Dichte und ihrer guten Verarbeitungseigenschaften attraktive Leichtbauwerkstoffe. Einsatzgrenzen ergeben sich aus ihrer geringen tribologischen Beanspruchbarkeit. Möglichkeiten der Erhöhung des Verschleißwiderstandes von Aluminiumlegierungen eröffnet eine Randschichtbehandlung, so z.B. das Randschichtlegieren und das Nitrieren. Beide Verfahren haben jedoch deutliche Grenzen. Die hohe Härte und Verschleißbeständigkeit legierter Randschichten werden durch die mit der Härte zunehmender Rissanfälligkeit und Verringerung der Zähigkeit begrenzt. Durch Kombination beider Verfahren, d.h. die Abstützung der Nitrierschicht durch eine legierte Randschicht, sollte es dagegen möglich sein, einen Randschichtverbund zu erzeugen, der höchsten Beanspruchungen genügt. Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht in der Schaffung der wissenschaftlichen Grundlagen für die Erzeugung hoch beanspruchbarer Randschichtverbunde durch die Verfahrenskombination Randschichtlegieren - Plasmanitrieren. Auf Grund seiner hohen Flexibilität bietet sich für die Erzeugung legierter Randschichten das Elektronenstrahlumschmelzlegieren an. Vorgesehen ist das Legieren mit Fe und Cr. Dabei ist zu prüfen, ob es möglich ist, durch das Legieren mit Fe gleichzeitig die Nitrierbarkeit von Aluminiumlegierungen zu verbessern.