Charakterisierung der Infiltration von TRIP-Stahl in ZrO_2-Keramiken

摘要

Der von der DFG geforderte SFB 799 "TRIP-Matrix-Composite" erforscht an der TU Bergakademie Freiberg eine neue Klasse von Verbundwerkstoffen. Auf pulver- und giesstechnologischem Weg werden zwei umwandlungsfahige Werkstoffe zu einem neuartigen Verbundwerkstoff zusammengefuhrt. Als Stahlmatrix dient ein an der TU Bergakademie Freiberg entwickelter, mit Chrom, Mangan und Nickel hochlegierter austenitischer TRIP-Stahlguss, der aufgrund seiner martensitischen Umwandlung unter Belastung hohe Zugfestigkeiten bei gleichzeitig hochsten Bruchdehnungen aufweist und so der Garant fur ein bruchzahes und ausserst schadenstolerantes Werkstoffverhalten ist. Die in die Stahlmatrix eingebettete, mit MgO teilstabilisierte ZrO_2-Keramik weist bei Raumtemperatur eine tetragonale Gitterstruktur auf, welche sich bei mechanischer Belastung in die onokli-ne Modifikation umwandelt. Der mit dieser Umwandlung verbundene Volumenzuwachs generiert lokale Druckspannungen, welche den entstehenden und wachsenden Rissen entgegenwirken und so der Keramik eine hohe Bruchzahigkeit bescheren. Aus der Kopplung dieser beiden Umwandlungseffekte resultiert das hohe Eigenschaftspotential des Verbundwerkstoffes.