In-situ Untersuchungen während des Schweißens mit LTT-Zusatzwerkstoffen

• Applicants: Dr.-Ing. Jens Gibmeier; Professor Dr.-Ing. Michael Rethmeier
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2008 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 71503100

In der ersten Förderphase des Vorhabens wurden Untersuchungen zur Schweißeignung, zur Umwandlungskinetik und zur Eigenspannungsausbildung von neuartigen LTT (low transformation temperature) Schweißzusatzwerkstoffen durchgeführt. Im Rahmen der erfolgreich durchgeführten Untersuchungen wurde in Abhängigkeit der Schweißparameter eine Heißriss-empfindlichkeit festgestellt. Die Bewertung von Heißrissen während der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe stellt eine wesentliche Voraussetzung für die Sicherheit von Schweiß-konstruktionen dar. Um das Anwendungspotenzial der untersuchten LTT-Legierungen vollends ausschöpfen zu können, soll in einer Fortsetzung des Vorhabens die Heißrissneigung der Zusatz-werkstoffe in einem standardisierten Heißrisstest, dem sogenannten fremdbeanspruchenden Modifizierten Varestraint-Transvarestraint-Test (MVT-Test), systematisch untersucht werden. Eine systematische Untersuchung zum Heißrissverhalten der entwickelten neuartigen LTT-Legierungen und der damit zusammenhängenden Heißrissentstehung ist bislang noch nicht erfolgt. Beim Auftreten von Heißrissen in LTT-Legierungen ist zwischen verfahrens- und werkstoffbedingten Ursachen zu unterscheiden. Bei den Untersuchungen sollen für die ausgewählten Legierungszusammensetzungen die Parameter ´Schmelzbadform´, ´Einbrandverhalten´ und ´Abkühlrate´ gezielt in anwendungs-relevanten Grenzen variiert werden. Die Bewertung der Heißrissresistenz erfolgt in der Praxis entsprechend der Prüfvorschrift mittels Lichtmikroskopie an der Probenoberfläche. Aufgrund der Ausbildung eines Heißrissnetzwerkes im Schweißnahtvolumen ist diese Vorgehensweise beim Schweißen mit LTT-Zusatzwerkstoffen als unzureichend zu bewerten. Im Hinblick auf eine Weiterentwicklung der Prüf- und Auswertemethode zur Bewertung der Heißrissneigung von Schweißzusatzwerkstoffen liegt der Fokus der Untersuchungen auf den innenliegenden Risspfaden und die dreidimensionale Struktur des Rissnetzwerkes im Werkstoffvolumen. Diese sollen mit modernen Methoden analysiert und für die Bewertung der Heißrissproblematik aufbereitet werden. Zur Analyse der Rissstruktur im Werkstoffvolumen sollen röntgentomographische Untersuchungen (μ-CT) durchgeführt werden. Ergänzt werden sollen die Analysen mit lokalen 3D-Gefügecharakterisierungen entlang der Risspfade im Rasterelektronenmikroskop mittels Elektronenbeugung (EBSD) und mittels 3D-Synchrotronröntgen-Diffraktionskontrast-Tomographie.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Thomas Kannengießer