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Lehrstuhl
Metallische Werkstoffe
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Verbindung
Laser-Schweißgelötete Stahl-Aluminium Verbindung

TEM-Lamelle
Untersuchung der intermetallischen Phasen­bereiche im TEM

Makroaufnahme
Makroaufnahmen mittels lasergesützten Be­schich­tungs­verfah­ren hergestellter Funktions-schichten

Härtemessung
Querschliff einer Funktionsschicht und korrespon­dierende Härtewerte in Falsch­farben­darstellung:
Der Rahmen links zeigt den Bereich, in dem Härtemessungen durchgeführt wurden, die rechts als Falschfarben dargestellt sind. Deutlich ist dunkelblau das Substrat, blau die Metallmatrix der Beschichtung und rot die Hartstoffpartikel zu erkennen.

Lasermetallurgie

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Florian Scherm

Laserfügen von Stahl mit Aluminium

Ein Lösungsweg den Kraftstoffverbrauch von einem Kraftfahrzeug zu vermindern ist das Automobilgewicht zu reduzieren. Die Fahrzeugrohkarosserie weist dabei das größte Reduzierungspotenzial auf. Ein teilweiser Ersatz der Stahlteile durch Aluminumlegierungen, die bei gleichem Volumen ca. ein Drittel so schwer sind wie Stahl, reduziert das Gesamtgewicht. Jedoch stellt sich dann die Frage des Fügens von Aluminium mit Stahl.

Am Lehrstuhl Metallische Werkstoffe wurde ein neuartiger Laser-Schweißlöt-Prozess entwickelt. Hierbei müssen die stark unterschiedlichen Schmelzpunkte der beiden Metalle beachtet werden. Im Prozess wird das Aluminium aufgeschmolzen und damit geschweißt, während das verzinkte Stahlblech durch das Schweißgut nur benetzt und damit gelötet wird.

Das Hauptproblem beim thermischen Fügen von Stahl-Aluminium Mischverbindungen ist die Bildung spröder intermetallischen Fe-Al-Phasen in der Fügezone. Deren genaue Zusammensetzungen und Verteilung muss kontrolliert werden. Analysen werden im Rasterelektronenmikroskop (SEM), mit fokussiertem Ionenstrahl (FIB) und im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) durchgeführt, um die Beziehung zwischen Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften der Verbindung zu verstehen.

Lasergestützes Beschichten für Verschleiß- und Korrosionsschutzanwendungen

Durch Dispergieren von Hartstoffen in duktilen korrosionsbeständigen Legierungssystemen, kann eine Verbesserung der Korrosions- und tribologischen Eigenschaften erreicht werden.  Beim lasergestützen Beschichtungsprozess können dichte Schichten, die einen metallurgischen Verbund zum Substrat aufweisen, generiert werden.

Eine umfassende Charakterisierung der Schichtsysteme auf mikrostruktureller Ebene erfolgt im Metallographie- und Nano-Analytik-Labor des Lehrstuhls.

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Lehrstuhl Metallische Werkstoffe, Prof. Dr.-Ing. Uwe Glatzel - Impressum