Untersuchungen zu rasch erstarrten Oberflächenschichten zur Verbesserung von tribologischen Eigenschaften

Zusammenfassung

Die Erstarrung metallischer Legierungen kann mit Hilfe der Abkühlungsgeschwindigkeit weitgehend beeinfluβt werden. Mit zunehmender Unterkühlung erstarren die Legierungen feinkristalliner und mit einem steigenden Abstand von ihrem thermodynamischen Gleichgewichtszustand. Die Entmischung in mehrphasigen Legierungen wird eingeschränkt und es entstehen stark übersättigte Mischkristalle, deren Härte einen guten Verschleiβwiderstand bewirken kann. In anschlieβenden Wärmebehandlungen sind feinste Ausscheidungen zu erzielen, die den Werkstoff dispersionshärten. Eutektische Legierungen erstarren ebenfalls abweichend von der Gleichgewichtszusammensetzung, wodurch sich neue Werkstoffeigenschaften ergeben. Bei genügend rascher Abkühlung gelingt es bei bestimmten Legierungssystemen die Schmelze bis unter eine als Glastemperatur bezeichnete Schwelle zu unterkühlen und damit die Kristallisation zu Gunsten einer glasartigen Erstarrung zu unterdrücken. Diese metallischen Gläser entstehen in der Regel bei Abkühlungsgeschwindigkeiten oberhalb 10⁶ K/sec. So ist wegen der erforderlichen raschen Warmeableitung bei Umschmelzverfahren die Schichtdicke begrenzt. Als oberer Wert kann etwa eine Dicke von 50 µm angesehen werden.