Doktorarbeit / Dissertation, 2017
181 Seiten, Note: cum laude
Ziel dieser Dissertation ist die Entwicklung von Hochleistungsverschleißschutzsystemen zum Einsatz unter feinabrasiv-erosiver Beanspruchung. Diese Systeme sollen aus neuartigen, tribosystemgerechten Verschleißschutzlegierungen und einem energiearmen, geregelten Kurzlichtbogen-Schweißprozess bestehen.
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, in der die Motivation und Zielsetzung der Arbeit erläutert werden. Anschließend wird ein breites Fachfundament zum Thema Verschleiß gelegt, das die wesentlichen Bereiche der Tribologie, Verschleißmechanismen und Verschleißarten, insbesondere den erosionsbedingten Strahlverschleiß, behandelt. Die Arbeit beleuchtet dann typische Maschinen und Anlagenkomponenten, die einem abrasiv-erosiven Verschleißangriff ausgesetzt sind, und stellt gängige Verschleißschutzwerkstoffe und -verfahren vor.
Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Entwicklung von Hochleistungsverschleißschutzsystemen. Hierzu werden tribosystemgerechte Beschichtungswerkstoffe auf Nickel- und Eisenbasis entwickelt und deren Eigenschaften ausführlich untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der Nutzung des geregelten Kurzlichtbogen-Schweißprozesses coldArc®, der sich durch einen geringen Wärmeeintrag und eine hohe Prozessstabilität auszeichnet.
Die Arbeit beschreibt die experimentellen Methoden, die zur Qualifizierung der neu entwickelten Verschleißschutzsysteme eingesetzt wurden. Dazu gehören metallografische Untersuchungen, Verschleißprüfungen unter verschiedenen Bedingungen, korrosionstechnische Untersuchungen und mechanisch-technologische Prüfungen. Die erzielten Ergebnisse werden anschließend analysiert und technisch-wirtschaftlich bewertet.
Abschließend werden die Ergebnisse zusammengefasst und ein Ausblick auf die zukünftige Entwicklung von Hochleistungsverschleißschutzsystemen gegeben.
Die Arbeit befasst sich mit den Themen Verschleißschutz, Hochleistungsverschleißschutzsysteme, feinabrasiv-erosive Beanspruchung, Kurzlichtbogen-Schweißprozess, Fülldraht, Hartlegierungen, Tribologie, Metallografie, Verschleißprüfung, Korrosion, Leichtbaupotenzial, technisch-wirtschaftliche Bewertung.
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