TY - THES

T1 - Entwicklung einer verschleißbeständigen Stahlgusslegierung für Warmarbeitswalzen mit erhöhter Warmfestigkeit

AU - Reiter, Maximilian

N1 - gesperrt bis 23-02-2027

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Aufgrund der hohen mechanischen und thermischen Belastungen sind Arbeitswalzen beim Verformungsprozess von Blechen in Warmbreitbandstraßen einer großen Verschleißbeanspruchung ausgesetzt. Wegen des hohen Volumenanteils an harten eutektischen Karbiden werden hochchromhaltige Eisen- und Stahlgusslegierungen als Mantelwerkstoff für Arbeitswalzen eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der Legierungselemente Molybdän, Vanadium und Kohlenstoff auf die Gefügestruktur und die Werkstoffeigenschaften einer hochchromhaltigen Stahlgusslegierung mit dem Ziel untersucht, die Verschleiß- und Anlassbeständigkeit zu erhöhen. Mit Hilfe von Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie sowie energiedispersiver Röntgenanalyse wurde das Werkstoffgefüge genauer charakterisiert. Dabei konnte das Auftreten der eutektischen Karbidtypen M7C3 und M2C bzw. M6C gezeigt werden. Des Weiteren wurde eine von der Legierungszusammensetzung abhängige Morphologie der, in der Matrix ausgeschiedenen, Sekundärkarbide festgestellt. Mit einem Nanoindenter erfolgte eine Härtemessung der eutektischen M7C3 Karbide und der Matrix. Die Variierung der Legierungselemente zeigte ebenso einen Einfluss auf die Makrohärte der wärmebehandelten Proben. Eine Erhöhung des Mo Gehalts bewirkte eine höhere Matrixhärte sowie einen vergrößerten eutektischen Mo Karbidanteil, wodurch sich die Makrohärte steigerte. Ein höherer V Gehalt zeigte keinen merklichen Einfluss, jedoch konnte durch eine Erhöhung des C Gehalts eine ansteigende Makrohärte beobachtet werden. Dies wurde auf die höhere Matrixhärte und einen vergrößerten Gesamtkarbidanteil zurückgeführt. Weitere Untersuchungen zeigten den Einfluss des Herstellungsprozesses von Walzen auf die Gefügestruktur bzw. die mechanischen Eigenschaften. Bei Walzenproben wurde eine, verglichen mit im Labor hergestellten Proben, gesteigerte Härte festgestellt.

AB - Aufgrund der hohen mechanischen und thermischen Belastungen sind Arbeitswalzen beim Verformungsprozess von Blechen in Warmbreitbandstraßen einer großen Verschleißbeanspruchung ausgesetzt. Wegen des hohen Volumenanteils an harten eutektischen Karbiden werden hochchromhaltige Eisen- und Stahlgusslegierungen als Mantelwerkstoff für Arbeitswalzen eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der Legierungselemente Molybdän, Vanadium und Kohlenstoff auf die Gefügestruktur und die Werkstoffeigenschaften einer hochchromhaltigen Stahlgusslegierung mit dem Ziel untersucht, die Verschleiß- und Anlassbeständigkeit zu erhöhen. Mit Hilfe von Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie sowie energiedispersiver Röntgenanalyse wurde das Werkstoffgefüge genauer charakterisiert. Dabei konnte das Auftreten der eutektischen Karbidtypen M7C3 und M2C bzw. M6C gezeigt werden. Des Weiteren wurde eine von der Legierungszusammensetzung abhängige Morphologie der, in der Matrix ausgeschiedenen, Sekundärkarbide festgestellt. Mit einem Nanoindenter erfolgte eine Härtemessung der eutektischen M7C3 Karbide und der Matrix. Die Variierung der Legierungselemente zeigte ebenso einen Einfluss auf die Makrohärte der wärmebehandelten Proben. Eine Erhöhung des Mo Gehalts bewirkte eine höhere Matrixhärte sowie einen vergrößerten eutektischen Mo Karbidanteil, wodurch sich die Makrohärte steigerte. Ein höherer V Gehalt zeigte keinen merklichen Einfluss, jedoch konnte durch eine Erhöhung des C Gehalts eine ansteigende Makrohärte beobachtet werden. Dies wurde auf die höhere Matrixhärte und einen vergrößerten Gesamtkarbidanteil zurückgeführt. Weitere Untersuchungen zeigten den Einfluss des Herstellungsprozesses von Walzen auf die Gefügestruktur bzw. die mechanischen Eigenschaften. Bei Walzenproben wurde eine, verglichen mit im Labor hergestellten Proben, gesteigerte Härte festgestellt.

KW - Werkstoffentwicklung

KW - Hochchromhaltige Stahlgusslegierung

KW - Verschleißbeständigkeit

KW - M7C3-Karbide

KW - Nanoindentation

KW - material development

KW - high chromium cast steel alloy

KW - wear resistance

KW - M7C3-carbides

KW - nanoindentation

M3 - Masterarbeit

ER -