AT1239U1 - Verfahren zur herstellung eines verbundwerkstoffes - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes, bestehend aus einer Matrixkomponente aus einem oder mehreren Metallen bzw. deren Legierungen, ausgewählt aus der Gruppe IVB bis VIB des Periodensystemes, sowie aus einer festigkeitssteigernden Komponente. Erfindungsgemäß wird die Matrixkomponente zu Folien, Blechen und/oder Drähten verarbeitet und mit der festigkeitssteigernden Komponente in einer Schichtstärke zwischen 1 Mikrometer und 100 Mikrometer beschichtet. Eine Vielzahl dieser beschichteten Folien, Bleche und/oder Drähte wird zusammengefaßt und durch Druck- und/oder Temperatureinwirkung unlösbar miteinander verbunden.

Description

AT 001 2S9 Ul
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes, bestehend aus einer Matrixkomponente aus einem oder mehreren Metallen bzw. deren Legierungen, ausgewählt aus der Gruppe IVB bis VIB des Periodensystems sowie aus einer festigkeitssteigernden Komponente.
Die hochschmelzenden Metalle Titan, Zirkon, Hafnium; Vanadium, Niob, Tantal; Chrom, Molybdän, Wolfram; Rhenium sowie deren Legierungen zeichnen sich durch hohe Festigkeiten und Kriechfestigkeiten bei hohen Temperaturen aus. Der Hochtemperatur-Einsatzbereich dieser Werkstoffe reicht von etwa 650°C bei fortschrittlichen Titanlegierungen bis zu etwa 2200°C bei Wolframlegierungen. Charakteristisch für diese Werkstoffe ist es, daß in der Regel die Grenzen der Einsatztemperatur umso höher hinaufgehen, je größer die Dichte des entsprechenden Werkstoffes ist. Speziell bei bewegten Komponenten sowie im Luft-und Raumfahrtbereich ist daher der Hochtemperatur-Einsatzbereich eines Werkstoffes vielfach aufgrund eines zu hohen spezifischen Gewichtes beschränkt.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Hochtemperaturfestigkeit der hochschmelzenden Werkstoffe weiter zu verbessern, um einerseits den Hochtemperatur-Einsatzbereich insgesamt zu vergrößern und andererseits auch Werkstoffen mit niedrigerer Dichte, wie sie bei bewegten Komponenten und in der 2 AT 001 239 Ul
Luft- und Raumfahrttechnik bevorzugt verwendet werden, die notwendigen Hochtemperatur-Festigkeiten zu verleihen. Bekannte Mechanismen der Hochtemperatur-Festigkeitssteigerung sind die Mischkristallhärtung, die Dispersionshärtung und die Ausscheidungshärtung. Die Maximierung des festigkeitssteigemden Effekts bei diesen Mechanismen erfordert verfestigende Komponenten im atomaren (Mischkristallhärtung) bzw. im Sub-Mikrometerbereich. Die Grenzen dieser Mechanismen sind dort gegeben, wo sich die verfestigenden Elemente entweder in der Matrix lösen (im Fall Ausscheidungen und Dispersoiden) oder aber zu größeren Partikeln zusammenwachsen. Immerhin konnten durch derartige Maßnahmen die Einsatztemperaturen der hochschmelzenden Metalle jeweils um eine Größenordnung von 100°C bis zu einigen 100°C zu höheren Temperaturen hin ausgeweitet werden.
Aber auch bei diesen Werkstoffen ist die erzielbare Hochtemperaturfestigkeit für gewisse Anwendungen noch nicht ausreichend.
Leicht- und Buntmetalle werden häufig durch die Einlagerung von festigkeitssteigernden Komponenten wie oxidische oder karbidische Werkstoffe in Form von Filamenten, Plättchen, Whiskern und dgl. verfestigt. Die Herstellung dieser Werkstoffe erfolgt in der Regel durch schmelzmetallurgische Verfahren, teilweise auch durch pulvermetallurgische Verfahren, wobei insbesondere die Verwendung von Whiskern gesundheitliche Risken mit sich bringt.
Eine derartige Herstellung von Verbundwerkstoffen unter Verwendung von hochschmelzenden Metallen als Matrixkomponente ist bisher nur in geringem Maßstab erfolgt. Ein wesentlicher Grund liegt einerseits darin, daß bei den bei hochschmelzenden Metallen erforderlichen hohen Verarbeitungstemperaturen die 3 AT 001 239 Ul
Schmelzmetallurgie kaum eingesetzt werden kann. Andererseits sind auch die für hochschmelzende Metalle eingesetzten pulvermetallurgischen Verfahrenstechniken für die Herstellung von Verbundwerkstoffen unter Verwendung der bei den Leicht-und Buntmetallen bekannten festigkeitssteigemden Komponenten bei den für das Sintern erforderlichen hohen Temperaturen und langen Sinterzeiten nicht geeignet, da diese Komponenten keine ausreichende Stabilität besitzen.
Bekannt geworden ist lediglich die Einlagerung von Hartstoff-Plättchen, z.B. Titandiborid oder Titankarbid, in Titanlegierungen, wodurch Festigkeitssteigerungen um etwa 30 % erzielt werden können ("Particulate-Reinforced Titanium Alloy Composites Economically Formed by Combined Cold and Hot Isostatic Pressing", Industrial Heating, 1993, by Stanley Abkowitz et al).
Bekannt ist es ferner, Niob bzw. Nioblegierungen durch Einlagerung von hochwarmfesten Wolfram/Rhenium/Hafniumkarbid-Drähten zu verfestigen, wobei letztere mehr als 50 Vol.% einnehmen. Dadurch wird eine erhebliche Festigkeitssteigerung erreicht, besonders im Bereich hoher Temperaturen bis 1800°C. Nachteilig dabei ist es, daß die Erhöhung der Hochtemperaturfestigkeit stark zu Lasten erhöhter Dichte des Werkstoffs geht. Darüberhinaus sind die Einlagerungen nicht thermodynamisch stabil, so daß Alterungseffekte durch Diffusionslegieren eintreten (Zitat Titran et al., Nasa Lewis Research Center, Cleveland, Ohio).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes, bestehend aus einer Matrixkomponente aus einem oder mehreren Metallen bzw. deren Legierungen, ausgewählt aus der Gruppe IVB bis VIB 4 AT 001 239 Ul des Periodensystems sowie aus einer festigkeitssteigernden Komponente zu schaffen, das es ermöglicht, die erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Matrixkomponente zu Folien, Blechen und/oder Drähten verarbeitet wird, mit der festigkeitssteigemden Komponente, oder mit einem die festigkeitssteigemde Komponente durch Reaktion mit der Matrixkomponente ergebenden Ausgangsmaterial, in einer Schichtstärke zwischen 1 pm und 100 pm beschichtet wird und eine Vielzahl dieser beschichteten Folien, Bleche und/oder Drähte zusammengefaßt und durch geeignete Druck-und/oder Temperatureinwirkung unlösbar miteinander verbunden werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren erhält man Werkstoffe aus einer Vielzahl von strukturellen Bereichen, die in bezug auf die im Einsatz aufzunehmenden Kräfte parallel geschaltet sind und auch nach der erfindungsgemäßen Herstellung noch die wesentlichen Gefügemerkmale der ursprünglichen Matrixkomponente (der Folie, des Drahtes etc.) aufweisen. Dazwischen liegt die unverformte oder je nach Umformgrad und Werkstoff mitverformte oder aber in den Verformungsrichtungen fragmentierte, festigkeitssteigernde Komponente. In letzterem Fall liegt die festigkeitssteigemde Komponente in Form von filamentartigen, stäbchenförmigen oder plättchenförmigen Einlagerungen mit einer gleichförmigen Orientierung in der Matrixkomponente vor.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Regel zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes aus einer einzigen Matrixkomponente und einer einzigen festigkeitssteigernden Komponente eingesetzt. Ebenso ist es aber denkbar, einen Verbundwerkstoff aus einem oder mehreren unterschiedlichen Matrixkomponenten mit einer oder mehreren unterschiedlichen, festigkeitssteigernden Komponenten 5 AT 001 239 Ul herzustellen, wodurch sich interessante Möglichkeiten der verschiedenartigsten Werkstoffkombinationen erzielen lassen.
Als festigkeitssteigemde Einlagerungen kommen sowohl ein oder mehrere Verbindungen oder deren Mischungen aus der Gruppe Oxide, Karbide, Nitride, Boride der Metalle der Gruppe IVB - VIB sowie von Silizium, Aluminium und der Seltenen Erden in Betracht, als auch ein oder mehrere Metalle, deren Legierungen oder intermetallischen Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram und Rhenium sowie Silizium und Aluminium, wobei bei Verwendung eines hochschmelzenden Metalles als festigkeitssteigemde Komponente immer nur jene mit höherer Festigkeit als diejenige der jeweiligen, verwendeten Matrixkomponente in Betracht kommen. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß die festigkeitssteigemde Komponente mittels an sich bekannter Verfahren im festen Verbund und zunächst integral auf den Matrixwerkstoff aufgebracht wird. Dadurch werden alle denkbaren festigkeitssteigemden Komponenten zugänglich und sind mit vergleichsweise niedrigen Kosten herstellbar. Darüberhinaus werden gesundheitliche Risken bei der Herstellung des Verbundwerkstoffes vermieden.
Die Auswahl der festigkeitssteigernden Komponente erfolgt naturgemäß in erster Linie nach ihrer Zugfestigkeit und ihrem Elastizitätsmodul. Daneben ist ebenso die thermische Ausdehnung der verstärkenden Komponente im Verhältnis zu jener des Matrixwerkstoffes zu berücksichtigen. Schließlich ist noch das Umformverhalten der festigkeitssteigernden Komponente bei der Wahl der Ausgangsdicke einerseits und der Umformbedingungen andererseits zu beachten. Der Volumenanteil der 6 AT 001 239 Ul verstärkenden Komponente wird je nach Materialkombination und gewünschtem Einsatzverhalten zwischen wenigen Prozent und etwa 50 % gewählt werden.
Die Dicken bzw. Durchmesser der Folien, Bleche bzw. Drähte des Matrixmaterials in der Ausgangsform werden einerseits bestimmt durch die Forderung einer möglichst vielschichtigen Stapelung bzw. Verdrillung innerhalb der makroskopischen Abmessungen des zu formenden Verbundwerkstoffes, andererseits durch den bei der Herstellung des Verbundwerkstoffes gewählten Umformgrad, die thermomechanische Anpassung von Matrixkomponente und festigkeitssteigemder Komponente, sowie schlußendlich durch die Herstellkosten der Ausgangskomponenten. In der Praxis wird mit einem Dicken- bzw. Durchmesserbereich der einzelnen Folien, Bleche bzw. Drähte der Matrixkomponente zwischen 50 pm und 200 pm ein technischer und wirtschaftlicher Kompromiß gegeben sein, der die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens voll zum Tragen bringt.
Das Aufbringen der verstärkenden Komponente auf die einzelnen Folien und Drähte der Matrixkomponente kann an sich durch alle bekannten Verfahren der Beschichtungstechnik bzw. der Oberflächenbehandlung erfolgen. Voraussetzung ist lediglich, daß die Schichtdicke bzw. die Dicke der oberflächenbeeinflußten Zone innerhalb der festgelegten Grenzen von 1 pm bis 100 pm reproduzierbar einstellbar ist, und daß ein dichtes und fehlerfreies Schichtgefüge gewährleistet ist.
Im Falle nicht verformbarer festigkeitssteigemder Komponenten werden die Schichtstärken vorzugsweise im unteren Bereich zwischen 1 und 10 pm liegen. Dies trifft zu für die meisten Karbide, Nitride und Boride sowie Oxide der Übergangsmetalle, Selten Erdmetalle sowie von Silizium und Aluminium. Duktile 7 AT 001 239 Ul festigkeitssteigemden Komponenten, wie z.B. Wolfram, Rhenium oder deren Legierungen untereinander oder mit anderen hochschmelzenden Metallen, lassen sich vorteilhaft auch im oberen Bereich bis zu Schichtstärken von 100 pm einsetzen. Die Schichtstärken werden dabei jeweils vorteilhaft so gewählt, daß sie im Falle spröder festigkeitssteigernder Komponenten 10 % der Dicke bzw. des Durchmessers vom Blech bzw. vom Draht der Matrixkomponente und im Falle duktiler festigkeitssteigernder Komponenten 50 % davon nicht überschreiten.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann so ausgeführt werden, daß die festigkeitssteigernde Komponente bereits bei der Aufbringung als Schicht als solche vorhanden ist. Dies ist dann der Fall, wenn die festigkeitssteigemde Komponente sowohl bei den folgenden Herstellschritten als auch bei den Einsatztemperaturen eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Reaktionen mit der Matrixkomponente aufweist. Ausreichend ist hier so zu verstehen, daß der weitaus überwiegende Anteil der festigkeitssteigemden Komponente in seiner chemischen Zusammensetzung erhalten bleibt und weiters, daß die allenfalls entstehenden geringfügigen Reaktionsprodukte das Festigkeitsverhalten nicht nachteilig beeinflussen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch so ausgeführt werden, daß die Matrixkomponente mit einem Ausgangsmaterial beschichtet wird, das dann bereits automatisch während des Beschichtungsprozesses oder anschließend an die Beschichtung oder in einem späteren Schritt des Herstellprozesses durch eine gezielte Wärmebehandlung mit der Matrixkomponente unter Ausbildung von Verbindungen, z.B. Hartstoffen oder intermetallischer Verbindung, zur Reaktion gebracht wird und erst damit zur festigkeitssteigernden Komponente wird. Für derartige Herstellungsverfahren sind vor allem Rhenium, Silizium und Aluminium 8 AT 001 239 Ul sowie Kohlenstoff von Bedeutung. Im Falle von Aluminium und Silizium können intermetallische Verbindungen durch Reaktionen, wie Alitieren oder Silizieren, an der Oberfläche der Einzelkomponenten (Bleche, Drähte) gebildet werden. Für diese erfindungsgemäßen Verfahren ist die Schichtstärke des Ausgangsmaterials relativ zur Dicke bzw. dem Durchmesser der Matrixkomponente vorteilhaft so zu wählen, daß im fertigen Verbundwerkstoff zwischen den Lagen der festigkeitssteigernden Komponenten noch Bereiche von nicht reagierten Matrixkomponenten auch noch bei der maximalen Einsatztemperatur erhalten bleiben. Das Ausmaß der Umsetzung kann durch die Wärmebehandlung gesteuert werden. Für ein stabiles Einsatzverhalten erfordert dies, daß die Einsatztemperatur deutlich unterhalb der Wärmebehandlungstemperatur liegen muß. Ein bei Einsatztemperatur stabiles Gefüge läßt sich jedoch auch dadurch erzielen, daß der Anteil der als Schicht eingebrachten festigkeitssteigemden Komponente so hoch gewählt wird, daß die Löslichkeitsgrenze der festigkeitssteigemden Komponente in der Matrixkomponente erreicht wird.
Es können auch Volumsanteile über 50 % der festigkeitssteigemden Komponenten realisiert werden, solange durch die verbleibende duktile Matrixkomponente eine ausreichende Duktilität des Verbundwerkstoffes gewährleistet werden kann. Wegen der schwierigen Umformbarkeit der intermetallischen Verbindungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Umformschritt unter weitestmöglicher Vermeidung von intermetallischen Verbindungen durchzuführen und diese erst durch eine abschließende Wärmebehandlung des Halbzeugs bzw. des Bauteils auszubilden. Alternativ bietet sich die Möglichkeit der superplastischen Umformung derartiger Werkstoffe. 9 AT 001 239 Ul
Als besonders vorteilhaft haben sich für die Abscheidung der festigkeitssteigernden Komponenten Verfahren der Physikalischen Dampfabscheidung, wie z.B. Arc-Ionenplattieren und Magnetronzerstäuben erwiesen, die bei geeigneter Wahl der Beschichtungsparameter, insbesondere dichte, feinkörnige und hochfeste Schichten aus Karbiden, Nitriden, Boriden und Oxiden ergeben.
Bei den erfindungsgemäß hergestellten Verbundwerkstoffen ist es völlig überraschend, daß selbst bei geringen Volumsanteilen der festigkeitssteigernden Komponente bereits eine Festigkeitssteigerung beobachtet werden kann, die weit über der nach der bekannten Mischungsregel ("rule of mixtures") liegt. Gleichzeitig kann durch das erfindungsgemäße Verfahren bei Verbundwerkstoffen aus Molybdän und Wolfram eine drastische Absenkung der Übergangstemperatur vom duktilen in den spröden Zustand von einigen 100°C auf unter 0°C festgestellt werden.Die Bruchdehnung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials wird gegenüber den unverstärkten Matrixwerkstoffen zwar abgesenkt, eine Restduktilität von mehr als 3 % über den gesamten Temperaturbereich kann jedoch aufrechterhalten werden.
Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung von Niob oder Tantal bzw. deren Legierungen als Matrixkomponente und eines Karbides, Oxides, Nitrides oder deren Mischung von einem Metall der Gruppe IVB als festigkeitssteigemde Komponente anwenden.
Die damit hergestellten Verbundwerkstoffe weisen ein besonders günstiges Verhältnis von Hochtemperatur-Festigkeit zu Dichte auf und sind daher besonders gut im Bereich der Luft- und Raumfahrt einzusetzen. 10 AT 001 239 Ul
Ebenso läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft bei Verwendung von Molybdän oder Wolfram bzw. deren Legierungen als Matrixkomponente und eines Karbides, Oxides, Nitrides oder deren Mischung von einem Metall der Gruppe IVB als festigkeitssteigemde Komponente anwenden.
Die damit hergestellten Verbundwerkstoffe weisen hohe Warmfestigkeiten auch noch bei höchsten Einsatztemperaturen auf und sind daher besonders gut im Hochtemperatur-Ofenbau einzusetzen.
Eine besonders bewährte Verbindung der einzelnen beschichteten Matrixkomponenten zum fertigen Verbundwerkstoff erzielt man durch heißisostatisches Pressen, an das sich wahlweise noch eine mechanische Umformung mit in der Regel geringem Umformgrad anschließen kann.
Eine besonders kostengünstige Variante der Verbindung der einzelnen beschichteten Matrixkomponenten ist die Verbindung durch alleinige mechanische Umformung, z.B. durch Walzen. In diesem Fall wird in der Regel mit deutlich höheren Umformgraden in der Größenordnung zwischen 50 % und 70 % gearbeitet.
Zur Ausbildung der festigkeitssteigemden Komponenten durch Reaktion eines Ausgangsstoffes mit dem Matrixwerkstoff und/oder zur Gefügeoptimierung, z.B. durch Ausbildung einer Stapelfaserstruktur, ist es von Vorteil, den Verbundwerkstoff nach der Verbindung der einzelnen beschichteten Matrixkomponenten einer Wärmebehandlung zu unterziehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Herstellungsbeispielen näher erläutert. 11 AT 001 239 Ul BEISPIEL 1:
Molybdän-Folien mit einer Stärke von 60 pm wurden mittels Vakuumbogen-Ionenplattieren mit Zirkonoxidschichten einer Stärke von 5 pm einseitig beschichtet. Die beschichteten Bleche wurden auf 16 Lagen gestapelt und in dünnes Molybdänblech eingekannt. Anschließend wurde der eingekannte Stapel bei Temperaturen zwischen 1000 und 1400°C durch einmaliges Quer- und anschließendes Längswalzen in mehreren Stichen um 50 % verformt. Abschließend wurde das Kannmaterial mechanisch entfernt. Der derart hergestellte Verbundwerkstoff wies im Zugversuch bei 1200°C eine Fließgrenze von 110 Megapascal auf. Eine Referenzprobe aus unverstärktem Molybdän wies im Vergleich dazu nur 50 Megapascal auf. Die Anistropie der Fließgrenze zwischen Längs- und Querrichtung betrug beim erfindungsgemäß hergestellten Verbundwerkstoff weniger als 20 %. Die bei Zimmertemperatur ermittelte Biegebruchfestigkeit des Verbundwerkstoffes lag um ca. 20 % höher als jene des unverstärkten Vergleichswerkstoffes. Überraschenderweise lag der Bruchbiegewinkel bei Werten zwischen 30° und 90°, im Vergleich zu 4 - 8° im Falle des unverstärken Molybdänbleches. Die Bruchdehnung von Zugproben lag bei 1200°C bei 9 %, bei Zimmertemperatur bei 6 %.
Gefügeuntersuchungen an bis zu 1800°C wärmebehandelten Proben des Verbundwerkstoffes ergaben, daß das Korngrenzenwachstum durch die in planaren Anordnungen vorliegenden Einlagerungen wirkungsvoll eingeschränkt wurde. Diese Kornstabilisierung trug neben dem Verstärkungseffekt zu der weit über das erwartete Ausmaß hinausgehenden Festigkeitssteigerung bei. Insbesondere wurde auch die Kriechfestigkeit durch die inhärente Stapelstruktur dieses 12 AT 001 239 Ul
Verbundwerkstoffes bis zu weit höheren Temperaturen stabilisiert, als dies bei bekannten Werkstoffen durch die an sich sehr erfolgreichen Verfahren der Dotierung der Fall ist. BEISPIEL 2: 100 pm starke Folien der Molybdän-Legierung TZM (0,5 Gew % Ti, 0,07 Gew.% Zr, ca. 0,05 Gew.% C, Rest Mo) wurden einseitig mit einer 5 pm dicken Rheniumschicht beschichtet. Ein Stapel von 30 gleichartig geschichteten Blechabschnitten wurde in Molybdänblech eingekannt, bei 1000°C über 5 Stunden lang mit einem Druck von 1500 bar heißisostatisch gepreßt und anschließend bei einer Temperatur von 1400°C in mehreren Stichen bis zu einem Umformgrad von 60 % längsgewalzt und abschließend das Kannungsmaterial entfernt. Anschließend wurde der Verbundwerkstoff bei 1600°C während 10 h im Vakuum geglüht. Aus dem dermaßen hergestellten Verbundwerkstoff entnommene Zugproben zeigten im Warmzugtest bei 1500°C eine Dehngrenze von 90 Megapascal im Vergleich zu 40 Megapascal für eine Vergleichsprobe aus unverstärktem TZM. Die Dehnung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes betrug 3,5 %.
Im vorliegenden Beispiel wurde die aus der Diffusionsreaktion folgende in situ Bildung von hochfesten intermetallischen Phasen als festigkeitssteigemde Komponente aus einem Ausgangsmaterial ausgenützt. Im Zuge der abschließenden Wärmebehandlung wurde die Rheniumschicht in eine intermetallische Molybdän-Rhenium-Verbindung umgesetzt. 13 AT 001 239 Ul
Die angeführten Beispiele dienen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung, die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf diese beschränkt. Hinsichtlich des Zusammenfassens der Einzelkomponenten können alle Verfahren zum Einsatz kommen, die für eine Vielfachanordnung von einzelnen Blechen, Folien oder Drähten geeignet sind. Für Folien bzw. Bleche wird beispielhaft hier das Wickeln um ein Kemblech bzw. um einen Kerndraht genannt, für Drähte das Verdrillen und das Verseilen.
Das Herstellen des endgültigen Verbundwerkstoffes aus den so erzeugten Vielfachanordnungen kann neben dem heißisostatischen Pressen oder Walzen ebenfalls durch eine Vielzahl von an sich bekannten Verfahren erfolgen, die eine Diffusionsbindung zwischen den Einzelteilen bewirken.
So sind beispielsweise auch Schmieden, Hämmern, Strangpressen, Ziehen geeignet, Maßnahmen um eine unlösbare Verbindung der einzelnen beschichteten Matrixkomponenten zu erreichen. 14

Claims (10)

  1. AT 001 239 Ul Ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes, bestehend aus einer Matrixkomponente aus einem oder mehreren Metallen bzw. deren Legierungen, ausgewählt aus der Gruppe IVB - VIB des Periodensystems sowie aus einer festigkeitssteigemden Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixkomponente zu Folien, Blechen und/oder Drähten verarbeitet wird, mit der festigkeitssteigernden Komponente, oder mit einem die festigkeits-steigemde Komponente durch Reaktion mit der Matrixkomponente ergebenden Ausgangsmaterial, in einer Schichtstärke zwischen 1 pm und 100 pm beschichtet wird und eine Vielzahl dieser beschichteten Folien, Bleche und/oder Drähte zusammengefaßt und durch Druck- und/oder Temperatureinwirkung unlösbar miteinander verbunden werden.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als festigkeitssteigende Komponente eine oder mehrere Verbindungen oder Mischungen dieser Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe Karbide, Boride, Nitride, Oxide der Metalle der Gruppe IVB - VIB, Silizium, Bor, Aluminium und Seltene Erden, verwendet werden. 15 AT 001 239 Ul
  3. 3. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrixkomponente Niob oder Tantal bzw. deren Legierungen und als festigkeitssteigemde Komponente ein Karbid, Oxid oder Nitrid oder deren Mischungen von einem Metall der Gruppe IVB verwendet wird.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrixkomponente Molybdän oder Wolfram bzw. deren Legierungen und als festigkeitssteigemde Komponente ein Karbid, Oxid oder Nitrid oder deren Mischungen von einem Metall der Gruppe IVB verwendet wird.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festigkeitssteigemde Komponente aus einem oder mehreren Metallen, deren Legierungen oder intermetallischen Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram und Rhenium besteht.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch heißisostatisches Pressen erfolgt.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff nach der Verbindung mit einem Umformgrad von mindestens 10 % mechanisch umgeformt wird. 16 AT 001 239 Ul
  8. 8. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch mechanisches Umformen erfolgt.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung mit einem Umformgrad zwischen 50 % und 70 % erfolgt.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff zur Ausbildung der festigkeitssteigernden Komponenten und/oderzur Gefügeoptimierung einer Wärmebehandlung unterzogen wird. 17
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