Technische Universität Dortmund
Das Hochtemperaturlöten unter Vakuum mittels Nickelbasisloten wird zum stoffschlüssigen Fügen von Edelstählen, aber auch von Nickel- und Kobaltlegierungen, wie z.B. im Formen- oder Turbinenbau angewendet. Da die gelöteten Komponenten anschließend im Betrieb oftmals zyklischen mechanischen Beanspruchungen unter korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind und insbesondere diese Überlagerung kritisch zu betrachten ist, leistet die Charakterisierung des Korrosionsermüdungsverhaltens einen Beitrag zum zuverlässigen und wirtschaftlichen Einsatz der Komponenten. Für eine gezielte Einstellung und Verbesserung der Korrosionsermüdungseigenschaften sind Weiterentwicklungen der verwendeten Lote notwendig, wofür ein Verständnis der Legierungs-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen Voraussetzung ist.
Daher wurden verschiedene Nickelbasislote mit unterschiedlichen Chrom-, Eisen- und Molybdänanteilen hergestellt und zum Löten von zylindrischen Stumpfverbindungen verwendet, wodurch verschiedene Mikrostrukturen der Lötnähte erzeugt wurden. Mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie konnten unterschiedliche Sprödphasen wie Chrom-Boride und Nickel-Silizide identifiziert werden, die sich hinsichtlich ihrer Größe, Anzahl und Lage je Legierung unterschieden. Instrumentierte Eindringprüfungen zeigten für diese Phasen deutliche Unterschiede der elastischen und plastischen Verformbarkeit gegenüber dem Grundwerkstoff. Die Korrosionsermüdungsversuche wurden an einem servohydraulischen Ermüdungsprüfsystem in einer Korrosionszelle durchgeführt, die kontinuierlich von einem moderaten synthetischen Abgaskondensat durchströmt wurde. Zusätzlich zu den taktilen Dehnungsmessungen wurde das elektrochemische Ruhepotential aufgezeichnet, um Informationen über Korrosionsprozesse und die Rissöffnung zu erhalten. Anschließende fraktografische Untersuchungen ermöglichten ein Verständnis der Versagensmechanismen.
Abstract
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