Entwicklung abrasionsbeständiger Metallmatrix-Verbundwerkstoffe auf Eisenbasis mit ionisch-kovalenten Hartstoffen unter Betrachtung der Metall-Keramik-Interaktion

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung neuer abrasionsbeständiger Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMCs) mit höherer Kosten- und Materialeffizienz sowie besserer Verfügbarkeit der eingesetzten Rohstoffe. Dies wurde erreicht durch Entwicklung von MMCs bestehend aus Eisenbasismatrices und ionisch-kovalenten Hartstoffen, wobei auf den Hartstoff Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid (AlZrO) fokussiert wurde. Die Herstellung dieser Verbundwerkstoffe gelang durch Erarbeitung von zwei Lösungswegen zur Verbesserung des Benetzungsverhaltens. Zum einen kann die Metallmatrix gezielt mit Aktivelementen legiert werden und zum anderen die Hartstoffe mit einer dünnen Schicht Titannitrid mittels CVD beschichtet werden. Die neuen MMCs wurden mittels SLPS verdichtet und das Benetzungsverhalten sowie die dabei ablaufenden Grenzflächenreaktionen analysiert. Zudem wurden technologische Bauteile aus den neuen Werkstoffen hergestellt und so die Herstellbarkeit und Einsatzfähigkeit der neuentwickelten MMCs demonstriert.