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In Anlehnung an das Tempcore-Verfahren wurde an wärmebehandeltem Stabstahl das Zugverfestigungsverhalten des Kernes, der Außenhaut sowie dem gesamten Stab experimentell und numerisch ermittelt. Es zeigte sich, dass die Dehnungen am Kern und am äußeren Rand gleich sind und der Einfluss des Kerngefüges entscheidend für den Beginn der Einschnürung in der Außenhaut ist. Eine Verbesserung der Eigenschaften des Kerngefüges kann somit die Bruchempfindlichkeit des gesamten Stabes reduzieren.
Durch eine Aufweitung des Kristallgitters mittels Niedertemperatur-Eindiffusion von Kohlenstoff und/oder Stickstoffatomen können in der Randzone von nichtrostenden Stählen eine hohe Härte und eine hohe Verschleißbeständigkeit erzeugt werden, ohne dass zusätzliche Legierungselemente verwendet werden müssen. Die metallkundlichen Hintergründe für die Härtung, die Wirkung auf Verschleißvorgänge und mögliche Anwendungsbereiche werden geschildert. Anhand von Reibwerten wird gezeigt, in welcher Weise das Reibungsverhalten bei Schraubverbindungen durch die Behandlung verändert wird. Über Migrationsversuche wird nachgewiesen, dass die Ionenabgabe durch die Oberflächenhärtung nicht erhöht, sondern sogar abgesenkt wird. Neben dem besseren Verschleißschutz und einer höheren Dauerfestigkeit sichert diese Oberflächenbehandlung am nichtrostenden Stahl den Schutz gegen die Kontamination von Pharmaprodukten durch Metallabrieb/-ionen. Tests an oberflächengehärteten Edelstahlproben ergaben weiterhin, dass durch die Oberflächenhärtung die Biokompatibilität des nichtrostenden Edelstahls nicht beeinträchtigt wird.
Die Beständigkeit von hochlegierten korrosions- und säurebeständigen Stählen wird primär durch den Chromgehalt bestimmt. Allerdings gibt es entlang der Wertschöpfungskette von der Stahlerschmelzung bis zum fertigen Produkt eine Vielzahl weiterer Einflussfaktoren. Dem Schleifen kommt hier eine besondere Bedeutung zu, da es je nach Wahl der Prozessparameter sowohl zu einer signifikanten Verschlechterung als auch zu einer Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit führen kann. Im vorliegenden Beitrag wird aufgezeigt, dass die erzeugte Rauheit nur eine begrenzte Aussagekraft bietet. Vielmehr erhöhen lokale Mikrodefekte die Anfälligkeit gegen Lochfraß – je nach Ausprägung und Anzahl. Die Automatisierung für die Innenbearbeitung von Behältern im pharmazeutischen Apparatebau kann dabei zu einer signifikanten Verbesserung der Oberfläche und einem homogeneren Erscheinungsbild führen.
The evolution of strain induced martensite in austenitic stainless steel AISI 304 was investigated in a rolling contact on a two-discs-tribometer. The effects of surface roughness, slip and normal force as well as the number of load cycles were examined. In comparison to the investigations of martensitic phase transformation during cold rolling, the applied stresses are considerably lower. The formation of strain induced martensite was detected in-situ by means of a FERITSCOPE MP30 and ex-situ by optical microscopy after etching with Kane etchant. Both number of load cycles and magnitude of normal force appeared to be the main influencing factors regarding strain induced martensitic evolution in low stress rolling contacts.
Rostfreie Stähle
(2016)
Das Buch gibt einen Überblick über die metallkundlichen Grundlagen auf dem Gebiet der nichtrostenden Stähle und über das Einsatzverhalten dieser Werkstoffe. Es werden die notwendigen Hinweise für den Konstrukteur und den Verarbeiter von nichtrostenden Stählen gegeben. Einen Schwerpunkt stellt hierbei das Korrosionsverhalten dieser Werkstoffe dar.
In the automotive industry a strong effort has been undertaken to reduce the weight of modern vehicles. In order to reduce the energy consumption and to improve the environmental sustainability, the importance of weight reduction activities is even growing faster. As lightweight designing is becoming more and more expensive and show less potential savings, new approaches are needed. One promising technology could be the use of shape memory elements. In the last years a lot of potential application possibilities were presented, demonstrating the benefit of these functional elements in automotive design solutions: they often reduce complexity, weight and design space of an actuation device and enable new functions. In addition they work silently and are therefore ideally suitable for comfort applications in the passenger cabin. Because of the current trend to electric vehicle the hitherto existing drawback of a high electrical energy consumption of shape memory actuators in some design proposals is not given any more.
Pitting susceptibility of metastable austenitic stainless steels as a function of surface conditions
(2019)
The influence of surface roughness and local defects on pitting susceptibility of type 304 (UNS S30400) and type 301 (UNS S30100) in chloride solution were investigated. Because the mechanical properties can be regarded as decisive for the achieved surface quality, different properties of the base material were obtained by cold rolling the metastable austenites. This was done before the surfaces were finished. Therefor the surfaces were treated by different grinding parameters to generate different surface conditions and different defects. As a reference, different standardised surface finishes were used.
By using and comparing different methods for the characterization of surface roughness and surface texture, it is possible to find a relationship between the quantity and characteristics of local defects on the one hand and pitting susceptibility on the other hand. For the machining parameters used, a ranking of the influencing factors on the corrosion resistance achieved could be determined.
The automated application of software-based solutions for estimating the pitting susceptibility of machined surfaces and components will be discussed using concrete examples.
This paper presents the current state of development and selected technological challenges in the application of ecologically and economically sustainable nets for aquaculture based on ongoing development projects. These aim at the development of a new material system of high-strength stainless steel wires as net material with environmentally compatible antifouling properties for nearshore and offshore aquacultures. Current plastic netting materials will be replaced with high-strength stainless steel to provide a more environmentally friendly system that can withstand more severe mechanical stresses (waves, storms, tides and predators). A new antifouling strategy is expected to solve current challenges, such as ecological damage (e.g., due to pollution from copper-containing antifouling substances or microplastics), high maintenance costs (e.g., cleaning and repairs), and shorter service life. Approaches for the next development steps are presented based on previous experience as well as calculation models based on this experience.
Magnetic effects on austenitic stainless steels, formed during a low temperature carburizing depending on the alloy composition are discussed in this paper. Samples of different austenitic stainless steel alloys have been subjected to a multiple low-temperature carburization. Layer characteriszation with light microscope and hardness profiles show a growth of the layer thickness. The formation of an expanded austenite layer (lattice expansion) could be detected by X-ray diffraction (XRD). Feritscope was used to determine the magnetizability, whereby not all austenitic alloys form a magnetizability after treatment. Furthermore, test procedures were developed to visualize the magnetizability. For this purpose, magnetic force microscope measurements and investigations with ferrofluid were carried out and a fir tree ferromagnetic layer strucure could be proven.