Verschleißbeständige Metall-Matrix-Composite (MMC) mit in situ Hartphasen durch Supersolidus-Flüssigphasensintern

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Den Milliardenverlust durch mineralischen Verschleiß an Industrieanlagen steht zu wenig Innovation in der Werkstoffanwendung gegenüber. Metallmatrixkomposite (MMC) aus einer Dispersion grober Hartpartikel in härtbarem Stahlmatrixpulver haben im Labor und ersten Praxistests die Lebensdauer um fast eine Größenordnung gegenüber Guss- und Auftragschweißlegierungen verlängert. Die höheren Herstellkosten der gasdichten Kapselung und des heißisostatischen Pressens (HIP) müssen jedoch gesenkt werden, um die Einführung dieser vielversprechenden pulvermetallurgischen (PM) Werkstoffe zu beschleunigen. Dazu soll HIP durch druckloses Flüssigphasensintern ersetzt werden. Da die infrage kommenden Fe-C-B-Flüssigphasen spröde erstarren, wird eine duktilisierende Reaktion beim Sintern eingebaut. Sie kommt dadurch zustande, dass C und B aus der flüssigen Phase in z.B. grobe Ferrotitanpartikel diffundieren, die dadurch zu Hartpartikeln umwandeln. Durch Rechnungen zum thermodynamischen Gleichgewicht und zum Diffusionsaustausch sowie durch Sinterexperimente und metallkundliche Untersuchungen sollen die Grundlagen dieser komplexen Werkstoffgruppe erarbeitet werden.