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After the appearance of pitting corrosion, the corrosion rate reaches very high values, which leads to a deterioration in the quality of the product in a short time. It may happen that the pitting does not continue its penetrating effect: if there are no necessary conditions for its growth, a pitting of greater activity is not formed, which will absorb all the current supplied from the area surrounding the cathode. Results of potenciodynamic investigations of four Ni‐base alloys are presented. The tests were conducted in 1 percent sulphuric acid, containing 0.2 percent chlorides at temperature 353K. Gravimetric test, performed in the same conditions, revealed excellent properties of alloy signed A3. Pitting corrosion of alloy A4 at the test conditions after long exposure at 353K was observed and was confirmed by the applied tests. The multiple anodic polarization (MAP) method is proposed to control alloys’ susceptibility to pitting corrosion.

It is known that of the methods for purifying gas fraction from hydrogen sulfide is amine treatment. Various types of amines are used to remove hydrogen sulphide, carbon dioxide and carbon dioxide from petroleum gases. The choice of specific amine depends on the needs of the process. Mono-ethanolamine (MEA) (C2H4OH) NH2 and diethanolamine (DEA) (C2H4OH) 2NH are commonly used. Both are ammonia derivatives. The develop recommendations on the choice of material from which to make equipment for amine plants, comparative studies of corrosion resistance of traditionally used low-temperature carbon steel and nano-composite coatings obtained by electrodeposition method. The research has shown, that average corrosion rate on a standard sample (without coatings) is 0.9969 mm/year. Because of this, the frequency of changing equipment for cleaning oil from acidic components (hydrogen, sulfide, carbon dioxide and carbon dioxide) on average is 1 time per two years. During the one year testing period nano-composition coatings showed protective efficacy when exposed to acidic corrosion/erosion. It should be noted that there is a likelihood of damage to the coating during mechanical action. It is established that the use of protective coatings leads to an increase in corrosion resistance 24-56 times, which indicates the expediency of their use in these operating conditions.

Alumina is an important material for thermal spray coating solutions. For improving the coating properties, additions of TiO2 or Cr2O3 are common, but their simultaneous addition has not been studied so far. One alumina-rich ternary feedstock powder composition (81 wt% Al2O3−12.5 wt% Cr2O3–6.5 wt% TiO2) was prepared in three different ways: 1) blending of commercial fused and crushed plain oxide powders; 2) blending of two commercial binary jointly fused and crushed feedstock powders (Al2O3–13 wt% TiO2 and Al2O3–25 wt% Cr2O3); 3) preparing an experimental agglomerated and sintered powder. Plain oxide powders and the two binary powders were used for comparison. The feedstock powders were studied by a standard procedure, including particle size distribution by laser diffraction, the morphology and microstructure by SEM and EDS, and phase composition by XRD. Coatings were prepared by APS with an Ar-H2 plasma gas mixture, using a single spray parameter set optimized for the plain Al2O3 powder. The influence of the feedstock powder properties on coating deposition was evaluated by the average thickness per layer and coating roughness. The coating microstructures were studied by optical microscopy and SEM, including the investigation of local compositions by EDS. The phase compositions and lattice parameters of the alumina phases in the powders and coatings were investigated by XRD. The coatings were characterized for their microhardness HV0.3, and tribological (unidirectional dry sliding wear resistance), corrosion (exposure testing against H2SO4) and electrical (resistivity, dielectric breakdown field strength and impedance) properties. Chromia additions, existing as a (Al,Cr)2O3 solid solution in the feedstock powder, were found to have a positive effect on the stabilization of the corundum phase for APS coatings, while titania additions were found to have no influence on the corundum phase stability. The corrosion resistance was found to be positively influenced by the joint addition of chromia and titania compared to plain alumina

Amino-silane coupling agents are used to improve adhesion to polyamide-based composites. This paper aims to study the influence of polyamide 6 moisture content on the interfacial strength between the polyamide and amino-silane-coated aluminum. A coupled experimental and simulative approach is applied that enables the interfacial strength to be taken separately from the moisture-dependent mechanical behavior of polyamide 6. Lap joints of polyamide 6 and aluminum, functionalized by 3-(2-aminoethylamino)propyl trimethoxy silane, are tested at three different polyamide moisture conditions. Afterwards, numerical simulations of the lap shear experiments are carried out to identify the parameters for a mechanical model of the interface. Subsequently, the dependence of polymer's properties on the moisture content is investigated by different sets of parameters of an applied inelastic material model. Finally, an analysis of the interfacial parameters proves and characterizes the dependence of the joint strength on polyamide moisture content. It is found that the lower the moisture content of the polyamide, the higher the interfacial strength.

The work focuses on the potential of structural and chemical examinations by scanning electron microscopy based methods for archaeometric studies on ceramics. Achieved by a single preparation technique (polished block sections), the feasibility and benefits of electron backscatter diffraction are demonstrated as case studies using polychrome examples of pre-Columbian pottery (Wari, Moche and Cajamarca). Elemental and phase maps allow for separate consideration of clay and temper. Identification of mineral phases and intergrowths of temper particles provide information for clarifying clay procurement and firing techniques with respect to local versus non-local pottery to enlighten trade relations, technological transfer and shared heritage of pre-Columbian cultures.

Due to a combination of different classes of materials, intrinsic hybrid composites are characterised by high strength and low weight. The mechanical properties of hybrid parts are mainly determined by the interface between the different materials. Consequently, this interface has to be considered in detail within the development of an intrinsic hybrid composite. The general approach of the considered composite is the combination of a mechanical form fit with adhesive bonding. This contribution focuses on the development, production and characterisation of the interface between aluminium and a fibre reinforced polymer as well as of the hybrid composite.

In this study, the influence of heat treatments up to 1200°C in vacuum on coatings prepared by atmospheric plasma spraying (APS) from a blend of 25 mol% Al2O3, 25 mol% Cr2O3 and 50 mol% TiO2 on microstructure, porosity, hardness and sliding wear resistance was investigated. The well-known transformation from α-Al2O3 to γ-Al2O3 occurred as a result of the spray process, as well as small amounts of titanium were found in Cr2O3 splats due to an interaction between the feedstock particles. No significant changes were found after a heat treatment at 400°C or 800°C. Heat treatment at 1200 °C led to complete coating delamination. Besides the retransformation of γ-Al2O3 to α-Al2O3, interactions between Cr2O3 and TiO2 splats and the formation of CrTi2O5 was observed. The formation of Al2Ti7O15 was observed in result of a reaction at the outer regions of the Al2O3 splats. At the same time, a reduction in porosity and healing of microcracks were observed as a result of sintering processes, which leads to an increase of the coating hardness to 1170 HV0.2.

Organo-functional silane coupling agents are widely used to promote adhesion in between inorganic and organic materials. Amino-functional silanes can improve bonding with polyamide. Aiming on a mechanically performant aluminum-polyamide joints, the effect of six amino silanes of different chemical structure, namely number and type of amine groups and alkyl spacers lengths, on the joint strength is investigated by means of lap-shear testing. Higher shear strengths are found along with a more pronounced capability of the amine group to form hydrogen bonds with polyamide. The results show that an additional amine group within the organo-functional group can increase joint strength, whereas long alkyl spacers reduce the observed joint strength. It is shown that high lap-shear strengths, in maximum about 15 MPa for N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane are achieved and that the high reproducibility can be assured when using right processing routines.

Fe-based metallic glasses are distinguished by high mechanical strength, good corrosion resistance and reasonable price, but due to limited ductility cracks often appear during thermal processing like laser cladding. This problem is especially visible when several beads are deposited. Therefore, an alloy with increased ductility was selected for tests to check if it can facilitate cladding of defect-free coatings. The alloy was gas atomized and then sieved to desired fraction. The coatings were then deposited with laser cladding. The obtained coatings were fully crystallized with microstructure varied from dendritic to globular one and strong segregation of the phosphorous and molybdenum.

The knowledge of the particle content is essential for the improvement of nano-composites, for instance with respect to mechanical strengthening. However, the demand of evaluating the fraction of nano-diamonds in Ni-P coatings, i. e. nano-sized light element particles in a heavy metal alloy matrix is a crucial task. Results obtained by means of high performance wavelength dispersive X-ray fluorescence analysis, energy dispersive X-ray spectroscopy and quantitative metallography are compared. On the basis of calculated fractions of incorporated particles as a function of their size and distance, the differing results are discussed. Best confidence has been achieved for composites with a fairly uniform particle distribution providing best features for application as functional materials in any case. The particle fraction can be provided at least as an approximate range regardless of the applied method.

In order to achieve the desired properties, the microstructure of metals is often modified by heat treatments. A suitable combination of high strength and good ductility can be achieved by adjusting the amounts of martensite and retained austenite through a Quenching and Partitioning (Q&P) process. Controlling these material properties offers new potentials in the production of light weight steel parts. This paper presents a basic study of heat treatment conditions with subsequent microstructural characterization of quenched and partitioned commercial 0.54C-1.45Si-0.71Mn spring steel. Beginning from full austenitization, different quenching and partitioning parameters were applied. Microstructural characterization was performed using optical microscopy in combination with different etching methods as well as Scanning Electron Microscopy (SEM) and Electron Backscattered Diffraction (EBSD). It is shown that the intended dual phase microstructure with a specific phase fraction of austenite can be produced. Those results and consideration of hardness measurements show that the investigated commercial spring steel is a promising candidate for improving mechanical properties by a Q&P process.

Effizienter Leichtbau erfordert intelligente Werkstoffe, die vielseitige Funktionen erfullen. Ein Losungsansatz besteht darin, das Eigenschaftsspektrum kohlenstofffaserverstarkter Kunststoffe (CFK) durch das Metallisieren der Faserkomponente zu erweitern. Auf diesem Weg werden Funktionen, wie thermische sowie elektrische Leitfahigkeit, Kontaktierbarkeit, Fugbarkeit und Haftvermittlung im integriert. Beim Verarbeiten der metallisierten Kohlenstofffaserhalbzeuge zu kohlenstofffaserverstarkte Verbunde wird die Funktionalitat vom Matrixpolymer bedeckt und ist nicht mehr zuganglich. In dieser Arbeit werden verschiedene Strategien zur Herstellung von kohlenstofffaserverstarkte Verbunde mit freiliegenden Funktionsschichten systematisch untersucht. Neben der erfolgreichen, selektiven Freilegung ist die Unversehrtheit von Fasern und Funktionsschicht sowie des Gesamtverbundes ein wichtiges Kriterium. Eine Bewertung der Prozesse erfolgt anhand mikrostruktureller Untersuchungen und anschliesenden Haftzugversuchen. Anhand von elektrischen Leitfahigkeitsmessungen, Benetzungs- und darauf aufbauenden Fugeversuchen, konnen Zusammenhange zwischen Oberflachenbearbeitung und Lotbarkeit abgeleitet werden. Efficient lightweight requires intelligent materials that meet versatile functions. One approach is to extend the range of properties of carbon-fiber-reinforced plastics (CFRP) by plating the fiber component. Functions such as thermal and electrical conductivity, contactability, solderability, and adhesion promoting are integrated on this road. When processing the metallized carbon fibers to carbon-fiber-reinforced plastics the functional layer is covered by the matrix polymer. Thus, it is no longer accessible for further proceeding. In this work, different strategies for the production of carbon-fiber-reinforced plastics with accessible functional layers are analyzed. Thereby, selective uncovering of the functional layer as well as proceeding the carbon-fiber-reinforced plastics and metal-layers without damages are important criteria. An evaluation of the processes was carried out using microstructural investigations and adhesive tensile testing. Correlations between electrical conductivity measurements, wetting and joining experiments, surface machining and solderability can be derived.

Die Metallisierung von Keramiken mittels Kaltgasspritzens stand im Fokus zahlreicher Veroffentlichungen der jungeren Vergangenheit. Die Haftmechanismen metallischer Schichten auf nicht-duktilen Substraten sind jedoch noch nicht vollkommen verstanden. Fruhere Untersuchungen von Titan-Schichten auf Aluminiumoxid ergaben, dass eine Kombination von durch adiabatische Scherprozesse induzierten Rekristallisationsvorgangen und heteroepitaktischem Wachstum dafur verantwortlich sein konnte, dass kaltgasgespritzte Schichten auf atomar glatten Keramiksubstraten hohe Haftfestigkeiten erreichen. Die vorliegende Arbeit zielt auf die Untersuchung des Interfacebereichs kaltgasgespritzter Aluminiumschichten auf Aluminiumoxid-Substraten. Neben der Variation von Pulverfraktion und Substrattemperatur wurde ebenfalls untersucht, welchen Einfluss eine nachfolgende Warmebehandlung auf die Haftfestigkeit und Harte der Schichten hat. Mittels Rasterelektronenmikroskopie wurde die Splatmorphologie einzelner Spritzpartikel analysiert, wahrend ein hochauflosendes Transmissionselektronenmikroskop fur die Untersuchung des Al/Al2O3-Interfaces eingesetzt wurde. Erste Resultate lassen vermuten, dass mechanische Verklammerung der primare Haftmechanismus auf polykristallinen Substraten mit einer Oberflachenrauheit im Submikrometerbereich ist, wahrend fur Aluminiumschichten auf monokristallinen, atomar glatten Saphirsubstraten (α-Al2O3) heteroepitaktisches Wachstum als Hauptbindungsmechanismus wirkt. Die Heteroepitaxie wird dabei von verformungsinduzierten Rekristallisationsprozessen des kaltgasgespritzten Aluminiums begunstigt.

Effizienter Leichtbau erfordert intelligente Werkstoffe, die vielseitige Funktionen erfullen. Ein Losungsansatz besteht darin, Kohlenstofffasergewebe galvanisch zu metallisieren, um funktionelle kohlenstofffaserverstarkte Kunststoffe (CFK) herzustellen. Es resultiert eine rissfreie, homogene Nickelschicht auf der Gewebeoberflache. Durch eine geeignete Wahl der Beschichtungsparameter wird daruber hinaus jede einzelne Faser des gesamten Gewebes gleichmasig metallisiert und eine Anwendung in funktionellen kohlenstofffaserverstarkten Kunststoffen fur Leichtbauwasserstoffspeicher ermoglicht. Schlusselworter: Metallisierte Kohlenstofffasern / funktionelle CFK / galvanische Abscheidung Efficient lightweight construction requires intelligent materials that meet versatile functions. One approach to produce functional carbon fiber-reinforced plastics (CFRPs) is the metallization of carbon fiber fabrics. This results in a crack-free, homogeneous nickel layer on the fabrics’surfaces. By selecting suitable layer parameters, every single fiber of the entire fabrics will be evenly metallized and allow the application of functional CFRPs as lightweight hydrogen storage.

Warmedammschichtsysteme (WDS) bestehen in der Regel aus einer metallischen Haftschicht und einer keramischen Deckschicht. CoNiCrAlY-Superlegierungen finden als Haftschichtmaterial weit verbreiteten Einsatz, fur die Deckschichten wird oft Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkondioxid verwendet. In der Folge der Langzeiteinwirkung von sauerstoffhaltigen Atmospharen bei hohen Temperaturen auf die Warmedammschichtsysteme kommt es zur Diffusion von Sauerstoff durch die porose Keramikschicht und zu Oxidationsprozessen an der inneren Grenzflache zur Haftschicht. Legierungskomponenten der Haftschicht bilden die so genannte thermisch gewachsene Oxidschicht. Das dabei auch entstehende α-Al2O3 behindert die Sauerstoff-Diffusion und verlangsamt so den Oxidationsprozess, was sich positiv auf die Einsatzdauer des Schichtsystems auswirkt. Die Verteilung der Legierungselemente in der Haftschicht bewirkt jedoch in der Regel die Bildung von gemischten Oxidphasen, wobei die Oxide unterschiedliche Wachstumsgeschwindigkeiten aufweisen, was zu lokalen Spannungen, Mikrorissen und Abplatzungen fuhrt. Dies beschrankt in hohem Mase die Lebensdauer von Warmedammschichtsystemen. In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss einer dunnen dampfabgeschiedenen Aluminium-Zwischenschicht auf die Eigenschaften eines thermisch gespritzten Warmedammschichtsystems untersucht. Die etwa 1 µm dicke Zwischenschicht wurde in einem zusatzlichen Prozessschritt zwischen Haft- und Deckschicht appliziert. Unter einsatznahen Auslagerungen in Atmospharenofen wurde erreicht, dass sich homogene α-Al2O3-reiche Oxidschichten bilden, die das Potenzial fur ein verlangsamtes bzw. kontrolliertes Wachstum der thermischen Oxidschicht besitzen. Erste Untersuchungsergebnisse zu Oberflachenbeschaffenheit, Mikrostruktur, chemischer Zusammensetzung und Spannungszustand vor und nach Temperaturwechselbelastungen werden fur die so modifizierten Warmedammschichtsysteme im Vergleich zu Standardsystemen dargestellt. Thermal barrier coatings (TBC) generally consist of a metallic bond coat (BC) and a ceramic top coat (TC). Co–Ni–Cr–Al–Y metallic super alloys and Yttria stabilised zirconia (YSZ) have been widely used as bond coat and top coat for thermal barrier coatings systems, respectively. As a result of long-term exposure of thermal barrier coatings systems to oxygen-containing atmospheres at high temperatures, a diffusion of oxygen through the porous ceramic layer occurs and consequently an oxidation zone is formed in the interface between ceramic top coat and metallic bond coat. Alloying components of the BC layer create a so-called thermally grown oxides layer (TGO). One included oxide type is α-Al2O3. α-Al2O3 lowers oxygen diffusion and thus slows down the oxidation process of the bond coat and consequently affects the service life of the coating system positively. The distribution of the alloying elements in the bond coat layer, however, generally causes the formation of mixed oxide phases. The different oxide phases have different growth rates, which cause local stresses, micro-cracking and, finally, delamination and failure of the ceramic top coat layer. In the present study, a thin Al inter-layer was deposited by DC-Magnetron Sputtering on top of the Co–Ni–Cr–Al–Y metallic bond coat, followed by thermal spraying of yttria-stabilised zirconia (YSZ) as a top coat layer. The deposited Al inter-layer is meant to transform under operating conditions into a closed layer with high share of α-Al2O3 that slows down the growth rate of the resulting thermally grown oxides layer. Surface morphology and microstructure characteristics as well as thermal cycling behaviour were investigated to study the effect of the intermediate Al layer on the oxidation of the bond coat compared to standard system. The system with Al inter-layer shows a smaller thermally grown oxides layer thickness compared to standard system after thermal cycling under same conditions.

Es wird auf die Notwendigkeit der FE-Simulation und die dabei anfallenden Arbeitsschritte bei der Optimierung von beschichteten Umformwerkzeugen eingegangen. Nach der auf die konkrete Anwendung abgestimmten Schichtauswahl werden Materialparameter bestimmt und die dabei auftretenden Probleme bei Dunnschichten (Dicke in der Grosenordnung von 2 μm) werden diskutiert. Die speziellen Probleme bei der numerischen Losung der Modelle werden ebenfalls angesprochen. Letztendlich werden Ergebnisse der Simulation erlautert und Modifikationen in Variantenrechnungen untersucht. The need for FE-simulation and the occurring work packages during optimization of coated forming tools are described. After the coating material selection concerning the concrete application material parameters are identified. The occurring problems due to the small thickness (thickness in the order of 2 μm) are discussed. Also the particular numerical problems during the solution of the numerical models are mentioned. Finally simulation results are shown and modifications in variant simulations are analyzed.

Im Sonderforschungsbereich 692 werden hochfeste Aluminiumlegierungen entwickelt, um den steigenden Anforderungen des Leichtbaus gerecht zu werden. Diese neuartigen Legierungen fuhren bei Umformwerkzeugen zu hohem Adhasionsverschleis. Aus Umweltschutzgrunden soll diesem nicht wie bislang durch verstarkten Trenn- und Schmiermitteleinsatz, sondern durch eine angepasste Werkzeugbeschichtung und/oder Modifikation der Randschicht begegnet werden. Zur Auslegung der Werkzeuge, Beschichtungen und Substrate, im besonderen Hinblick auf die erhohten thermomechanischen Belastungen, werden im Teilprojekt B1 Experimente in Kombination mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) angewendet. Um die Schicht-Substrat-Systeme vollstandig numerisch abzubilden, werden Modelle und Materialparameter generiert. Im Besonderen wird dabei ein Schwerpunkt auf die schadigungsmechanische Simulation gelegt. Der Beitrag beschreibt die Oberflachencharakterisierung und Bestimmung allgemeiner mechanischer Parameter fur Dunnschichten und fokussiert auf die Erstellung von Schadensmodellen und Ermittlung von Schadensparametern. In the Collaborative Research Centre 692, high-strength aluminum alloys are being developed to meet the increasing demands in lightweight construction. These new alloys lead to high adhesive wear on forming tools. For environmental reasons, this is no longer to be eliminated by intensive application of lubricants but by adapted tool coating and/or modification of the surface. Within the subproject B1, the method of finite element (FEM) in combination with adequate is used for the design of the tools, coatings and substrates, with special regard to the higher thermo-mechanical loads. Numerical models for comprehensive simulation have been developed and material parameters analyzed. The considerations are particularly focused on the simulation of failure-mechanical incidents. This article describes the surface characterization and the determination of general mechanical parameters for thin coatings with special emphasis on the development of failure models and the determination of failure parameters.

Die Umsetzung der Mischbauweise in der Automobilindustrie und in der Luft- und Raumfahrt stellt das Fugen mittels Schraube vor neue Problemstellungen. Anodisierte hochfeste Aluminiumschrauben sollen gewindefurchende Stahlschrauben ersetzen und die Schadigung der Werkstoffverbunde durch elektrochemische Korrosion verhindern. Untersucht wurden die Korrosions- und Verschleisbestandigkeit sowie das Einschraubverhalten anodisierter Aluminiumschrauben bezuglich der gewahlten Verfahrensvarianten Direkt- bzw. Flussigkontaktierung. Die hartanodisieren Schrauben sind korrosions- und verschleisbestandig und eignen sich fur die Direktverschraubung. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine gezielte Oberflachenveredelung der Anwendungsbereich von anodisierten Aluminiumschrauben deutlich erweitert werden kann.

Die Hartanodisierbarkeit der pulvermetallurgisch hergestellten Aluminium-Matrix-Komposite (Al-Cu-Legierung, EN AW-2017) mit inkorporierten Aluminiumoxid- bzw. Siliziumkarbid-Partikeln wurde in Abhangigkeit von Verstarkungspartikelgrose (fein oder nano) und -gehalt (5 oder 15 Vol.-%) untersucht. Hierbei wurden Schichtdicken von uber 20 μm erzielt. Die erhaltenen Schichten und Schicht-Substrat-Ubergange wurden in Abhangigkeit von Art, Grose und Anteil der Verstarkungskomponente mikrostrukturell charakterisiert. Darin inbegriffen ist die Durchfuhrung einer rontgenografischen Phasenanalyse. Die Reproduzierbarkeit des an diesen Substratwerkstoff angepassten Prozesses wird anhand der erzielbaren Schichtdickenverteilungen dargestellt. Sie stellt eine Funktion der Anodisierdauer dar. Exemplarisch wurden die Auswirkungen der durch das ECAP-Verfahren (Equal Channel Angular Pressing) induzierten feinkornigen Mikrostruktur auf das Anodisierverhalten und die Schichteigenschaften untersucht. The hard anodizing of aluminium matrix composites (aluminium copper alloy, EN AW-2017) with incorporated alumina and silicon carbide particles fabricated by powder metallurgy was investigated depending on reinforcement particle size (fine or nano) and fraction (5 or 15 % by volume). The resulting layers with a thickness of more than 20 μm and the layer substrate interface were characterized subject to character, size and fraction of the reinforcement component. Furthermore a phase analysis was carried out. The reproducibility of this adapted process was proven by the achievable oxide layer thickness distribution as a function of anodization time. The impact of an ultrafine-grained microstructure induced by equal channel angular pressing on the anodization behaviour and layer characteristics was examined exemplarily.

Im Leichtbau werden zunehmend massiv umgeformte Bauteile aus hochfestem Aluminium angewendet. Aufgrund okonomischer und okologischer Aspekte bei der Umformung ist ein Einsatz von wenig bzw. keinen Schmiermitteln und eine Modifizierung der Werkzeugoberflachen notwendig. Die richtige Auswahl des Beschichtungswerkstoffs ist entscheidend fur das Reibverhalten im Kontakt mit hochfesten Aluminiumwerkstoffen und somit ausschlaggebend fur die Standzeitverbesserung von Umformwerkzeugen. Zur Untersuchung des tribologischen Verhaltens von verschiedenen Beschichtungskonzepten wurden Proben mittels PVD- (Physical Vapour Deposition) und CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) mit verschiedenen Schichtsystemen beschichtet, charakterisiert und mit dem unbeschichteten Substrat 1.3343 (HS6-5-3) verglichen. Die Charakterisierung des tribologischen Verhaltens erfolgte durch Scratch- und Stift-Scheibe-Tests gegen eine Auswahl hochfester Aluminiumwerkstoffe mit und ohne Schmierstoffeinsatz. Zur Oberflachencharakterisierung diente das Tastschnittverfahren. Bei Verwendung von Schmierstoff verbessern die Beschichtungen das Reibverhalten im Vergleich zum Substrat nur unwesentlich. Dagegen reduzieren die DLC-basierten Schichtsysteme unter trockenen Bedingungen den Reibwert um bis zu 74% gegenuber Stahl. Den geringsten Reibkoeffizient gegen die drei ausgewahlten Aluminiumwerkstoffe unter trockenen Bedingungen besitzt das Schichtsystem “Plasmanitrieren + DLC”. The use of high-strength aluminium alloys for massive forming parts plays an increasing role in lightweight construction. The usage of less/without lubricant during massive forming and tool surface modification operations are significantly important because of the economical and ecological aspects. Selection of the high wear resistance material, which is in contact with high-strenght aluminum alloys, is curial for improving the service life of the forming tools. In this study, coatings were deposited on steel substrate 1.3343 (HS6-5-3) by PVD (Physical Vapour Deposition) and CVD (Chemical vapor deposition) techniques. The frictional behaviour of coating systems was characterized by a pin-on-disk tribometer with and without lubricant conditions. Surface profilometry was used to compare the surface topography of the coatings. The coating systems doesn't show remarkably tribological improvement in comparison to the steel 1.3343 under lubricant conditions. Wear test results showed that the DLC-based coatings reduce the friction coefficient by up to 74% compared to steel under dry conditions. It has been found that the best performance of tribological system without lubricant improved with the type of plasma nitriding + DLC coating system.

Im Sinne des Leichtbaus und damit einhergehender okonomischer und okologischer Aspekte ist die Verwendung hochfester Al-Schrauben besonders interessant. Gegenstand des Projektes T1 ist der Transfer unterschiedlicher, in Grundlagenversuchen als erfolgversprechend eingestufter Oberflachenbehandlungsverfahren in die industrielle Bewertung und Nutzung. Das Augenmerk richtet sich auf Schutzschichten, die als Konversionsschichten aus dem Substrat entstehen (Anodisieren). Diese Verfahrensgruppe hat das Potenzial, eine anforderungsgerechte Oberflachenveredelung auf Al-Schrauben zu erzielen. The use of high-strength Al screws is of particular interest with regard to lightweight construction and its respective economic and ecological aspects. The subject of the project T1 is the transfer of different surface treatments that have been classified promising in fundamental experiments into industrial assessment and application. The focus is on protective coatings which develop from the substrate (anodizing). This process group offers the potential to obtain the required surface refinement of the Al screws.

In dieser Arbeit wird das Potenzial der ECAP-Umformung (engl. Equal-Channel Angular Pressing) fur eine Skalierung vom Labor- zum industriellen Grosmasstab betrachtet. Im Fokus der Untersuchungen stehen dabei insbesondere die Erfassung und Quantifizierung von Skalierungseffekten auf die mechanischen Eigenschaften. Am Beispiel einer gut pressbaren Aluminiumknetlegierung der 6000er Reihe werden ECAP-Umformungen mit Halbzeugquerschnitten von 15×15 mm2 und 50×50 mm2 realisiert. Neben der Charakterisierung der mechanischen Werkstoffeigenschaften durch Hartemessungen und Zugversuche werden relevante Prozessparameter beleuchtet: In beiden Grosenmasstaben besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der zur Umformung notwendigen Presskraft und der Halbzeuglange. Dieser Effekt kann direkt der mit steigender Halbzeuglange zunehmenden Reibung zugeschrieben werden. Durch eine Charakterisierung der lokalen, richtungsabhangigen Werkstoffeigenschaften nach ECAP wird gezeigt, dass jeweils nur geringe Eigenschaftsunterschiede innerhalb der umgeformten Halbzeuge im Industriemasstab vorliegen. Diese Ergebnisse zeigen, dass eine Skalierung der ECAP-Umformung hin zu industriell relevanten Querschnitten problemlos moglich ist, und dass die in der Literatur vorgestellten Kombinationen aus ECAP und anschliesender Warmebehandlung gut vom Klein- auf den Grosmasstab ubertragen werden konnen. In the present study, the potential for up-scaling the equal channel angular pressing (ECAP) process from laboratory to an industrial scale is investigated. Special attention is placed on detecting and quantifying size effects on the mechanical properties of a 6000 series aluminium alloy (AA6060). ECAP is performed with two different cross sections (15×15 mm2 and 50×50 mm2). In addition to the characterisation of material properties by hardness measurements and tensile testing, the relevant processing parameters are considered: For both billet sizes, the pressing force is a linear function of the billet length, which can be directly related to frictional effects that increase linearly with increasing billet length. The local, post-ECAP mechanical properties are determined by tensile testing of specimens with different orientations with respect to the pressing direction. The mechanical data demonstrate that the ECAP billet on an industrial length scale exhibits a good homogeneity. Furthermore the results of the present study show that homogeneous, large scale UFG materials can be achieved via ECAP processing. Moreover, the combination of ECAP and subsequent heat-treatments previously proposed in the literature can directly be applied to an industrial scale.

In diesem Beitrag wird an einer kaltaushartenden Aluminiumlegierung des Al-Mg-Si-(Cu)-Systems eine Methode zur thermomechanischen Optimierung, bestehend aus dem ECAP-Umformverfahren (engl.: Equal-Channel Angular Pressing) und einer anschlieβenden Warmebehandlung, vorgestellt. Mit dem Ziel einer verbesserten Festigkeit in Kombination mit einer moderaten Duktilitat basiert diese Methode auf dem Einbringen einer hochgradig plastischen Verformung in das losungsgegluhte Material und einem anschlieβenden Warmauslagern. Dabei werden Dauer und Temperatur der Auslagerungsbehandlung so gewahlt, dass zum einen durch die Ausscheidungshartung eine weitere Festigkeitssteigerung erreicht wird, zum anderen Erholungsvorgange in der extrem kaltverfestigten Mikrostruktur aktiviert werden. Die Untersuchungsschwerpunkte dieser Arbeit beinhalten den Einfluss der Auslagerungsdauer und -temperatur auf die Entwicklung der Festigkeit und Duktilitat der ECAP-umgeformten Zustande. Mit Hilfe von elektronenmikroskopischen Durchstrahlungsaufnahmen werden Zusammenhange zwischen den erzielten mechanischen Eigenschaften und charakteristischen mikrostrukturellen Merkmalen, insbesondere der Versetzungsstruktur und der Ausscheidungscharakteristik, ermittelt. Im Vergleich zum T6-ausgelagerten Referenzzustand des Ausgangsmaterials kann durch eine zweifache ECAP-Umformung mit einer nachfolgenden Auslagerungsbehandlung bei 150°C eine Festigkeitssteigerung von 27% bei einer Gleichmaβdehnung von 6,5% und einer Bruchdehnung von 20% erzielt werden. In this work, the promising approach of a combined equal-channel angular pressing (ECAP) and aging treatment was applied to an Al-Mg-Si-(Cu) alloy. With the aim of improving the strength and preserving a moderate ductility, this method consists of a severe plastic deformation in the solid-solution heat-treated condition and a subsequent aging to peak strength. For the following aging treatment, time and temperature are balanced in order to enable precipitation hardening up to the peak strength on the one hand and microstructural recovery of the severely work hardened material on the other hand. The main focus of this work lies on the influence of the aging time and temperature on the evolution of strength and ductility of the ECAP-processed material. The underlying microstructural features, such as dislocation structures and precipitation characteristics, are evaluated by means of low-voltage scanning transmission electron microscopy. In comparison to the initial peak aged condition, an increase in strength of about 27%, combined with a uniform elongation of 6.5% and a total elongation of 20%, was achieved by two ECAP-passes and a subsequent aging to peak strength at 150°C.

Ein stranggepresstes massives Halbzeug der Aluminiumlegierung EN AW-6082 wurde durch ein inkrementelles Walzverfahren umgeformt. Das als Gradierungswalzen bezeichnete Verfahren ist durch stark inhomogene Verformungen gekennzeichnet. Lokal extreme Dehnungen fuhren zu einer Hochverformung in definierten Bereichen des Halbzeuges mit der Ausbildung eines Gradienten der Korngrose. Am erzeugten Gradientenwerkstoff wurde mittels registrierender Eindringharteprufung die Vickersharte bestimmt. Die Gefugecharakterisierung erfolgte mittels Kristallitorientierungskartographie im Rasterelektronenmikroskop (EBSD). Der Vergleich des Ausgangszustandes mit dem verformten Halbzeug zeigt in Abhangigkeit vom Grad der Verformung einen zunehmenden Anteil kleiner Korner, der von einer Texturanderung begleitet ist. Anhand der Korngrosenverteilungen wird belegt, dass die Kornfeinung des ursprunglich grobkristallinen Werkstoffs bis hin zu Korngrosen unter 1 μm erfolgt. Eine starke Hartesteigerung im Randbereich ist weiteres Indiz fur den Kornfeinungseffekt. An extruded bulk semi-finished product of the aluminium alloy EN AW-6082 was processed by an incremental rolling process. The applied method, termed gradiation rolling, is characterized by highly inhomogeneous deformation. Local extreme strain generation leads to a severe plastic deformation in defined areas of the billet volume resulting in the formation of a gradient of the grain size. Characteristics of the processed material were determined. The Vickers microhardness was verified. A microstructural characterization by crystal orientation mapping (EBSD analysis) was carried out. The comparison of the deformed material with the initial state shows an increasing proportion of small grains related to the degree of deformation. A corresponding change of the texture can be observed. The grain refinement of the original coarse crystalline material to grain sizes below 1 μm is demonstrated. A large increase of the hardness in the near suface area is further indication of the grain refining effect.

Die Anodisation ist eines der wichtigsten und am haufigsten eingesetzten Verfahren, um den Verschleis- und Korrosionswiderstand aluminiumbasierter Bauteile zu steigern sowie diese dekorativ zu gestalten. In diesem Artikel werden Unterschiede zwischen anodischen Oxidschichten, basierend auf unterschiedlichen Grundwerkstoffen, hinsichtlich Morphologie und ausgewahlter Schichteigenschaften untersucht. Besonderheiten von Ausscheidungen im Grundmaterial und deren Einfluss auf den Schichtaufbau werden herausgestellt. Die Ausbildung und Modifizierung der typischen Porenstruktur wird in Abhangigkeit verschiedener Anodisierparameter charakterisiert und die Auswirkung auf Durchschlagspannung und Harte diskutiert. Signifikante Unterschiede zwischen Werkstoffaufbau und Eigenschaften werden festgestellt und betonen den Einfluss des Grundmaterials bei der Anodisation. Anodising is one of the most important and most often used methods for increasing the wear and corrosion resistance of aluminium-based components as well as for their decorative modification. In this article, oxide coatings produced on different substrate materials are examined regarding their morphology and selected coating properties. The characteristics of precipitations in the substrate material and their influence on the structure of the oxide coatings are exposed. The formation and modification of the typical pore structure is discussed in dependence on anodising parameters and the effects on breakdown voltage and hardness are shown. The differences in the materials structure and properties are determined and underline the role of the substrate composition during anodising.

Die elektrolytische und chemische Abscheidung von nickelbasierten Nanokompositen steht im Fokus weltweiter Forschungsaktivitaten. Ursache hierfur sind einerseits die aufgrund des minimalen Volumens in den Vordergrund ruckenden Oberflacheneigenschaften nanoskaliger Verstarkungskomponenten. Andererseits bieten nanoskalige Partikel technologische Vorteile bei der Realisierung sehr dunner Schichten beispielsweise fur die Mikrosystemtechnik. Jedoch ist bei chemischer Abscheidung im Vergleich zu elektrolytischer Abscheidung nur eine begrenzte Ubertragbarkeit der Prozessparameter von mikro- zu nanoskaligen Dispersionsschichten gegeben. Dieser Artikel beschaftigt sich daher mit der Entwicklung und Modifizierung von Prozessen zur stabilen chemischen Abscheidung von NiP-Dispersionsschichten mit nanoskaliger Verstarkungskomponente sowie deren Wirkung auf ausgewahlte Schichteigenschaften (Harte, photokatalytische Aktivitat). Das Ziel eines homogenen und feindispersen Einbaus der Partikel wurde weitgehend erreicht. Zudem wurde die Wirkung von Ultraschall auf die Einbaurate und das Desagglomerationsvermogen untersucht. Electroless deposition of NiP nanocomposite coatings The electrolytic and electroless deposition of nickel-based nanocomposites gains increasing interest in worldwide science. Due to the high specific surface of nanoscaled reinforcements, major properties are determined by surface properties. On the other hand, nanoscaled particles offer technological advantages in the production of very thin coatings, e.g. in microsystems technology. But in particular the process parameters in the deposition of electroless microscaled dispersion coatings are not transferable to nanoscaled ones. This article deals with the development and modification of processes for stable electroless deposition of nanoscaled NiP dispersion coatings and their effect on selected coating properties (hardness, photocatalytic activity). The objective to obtain homogeneous and non-agglomerated incorporation of the particles has been achieved to a large extent. The effect of ultrasound on the incorporation and desagglomeration is discussed.

Fur hochbeanspruchte und sicherheitsrelevante Bauteile werden zunehmend hochfeste Aluminiumwerkstoffe eingesetzt, bei deren Umformung die Werkzeuge stark beansprucht werden. Besonders die stark abrasiven Eigenschaften hochfester Aluminiumwerkstoffe und deren Neigung zum Anhaften auf Werkzeugoberflachen erfordern den Einsatz von Schmier- und Trennmitteln. Im Sinne des Umweltschutzes und verbesserter Energieeffizienz wird der Verzicht auf derartige Hilfsstoffe angestrebt. Die tribologischen Verhaltnisse zwischen Werkzeug und Werkstuck sollen dazu durch geeignete Oberflachenbehandlungen oder Beschichtungen entsprechend beeinflusst werden. Bei der Auslegung beschichteter Umformwerkzeuge mussen die dadurch veranderten Oberflacheneigenschaften und die daraus resultierenden Beanspruchungen berucksichtigt werden. Ausgehend von der Auswahl und Optimierung geeigneter Beschichtungen werden im Teilprojekt B1 des SFB 692 deshalb unter Einsatz numerischer Simulationen mittels FEM Gestaltungsrichtlinien fur die Auslegung und Anwendung beschichteter Umformwerkzeuge entwickelt. Dimensioning of coated tools for high strength aluminium forming processes For lightweight construction of security relevant parts the use of high-strength aluminium alloys plays an increasing role. Hence, in forming processes tools are subject to severe stress. Especially abrasive wear and adhesive properties require the application of lubricants and separators. Due to environmental compatibility and enhanced energy efficiency a minimum of additives is wanted. For this reason the tribological system between tool and workpiece has to be influenced by appropriate surface treatment or coating techniques. For design of forming tools, surface properties and the resulting loading conditions have to be adapted. Appropriate coatings are selected and guidelines for the design of the forming tools are worked out by using numerical simulations.

Die Eignung des Hartanodisierens der hochfesten Aluminiumlegierung EN AW-7075 (Werkstoffzustand T651) zur Herstellung von Verschleisschutzschichten, die auch fur Schrauben aus diesem Werkstoff geeignet sind, wurde untersucht. Als Referenzmaterial diente die mittelfeste, i. Allgm. als gut anodisierbar eingestufte Legierung EN AW-6082 (Werkstoffzustand T6). Nach moglichen Relaxationserscheinungen einer Schraubverbindung kann die Oberflache der tragenden Gewindegange einer Schraube oszillierenden Relativbewegungen ausgesetzt sein. Diese dann sehr schadigend wirkende tribologische Beanspruchung wurde auf einem Schwingverschleisprufstand mit o. g. Werkstoffen simuliert. Die Ergebnisse zeigten, dass die unbehandelten Oxidschichten auf der Legierung EN AW-6082 gegenuber der o. g. tribologischen Belastung keinen ausreichenden Schutz bieten. Da Heiswasserverdichten der Schichten zwar die Schichtharte erhoht, aber die Gefahr eines technologisch bedingten Festigkeitsverlustes des Substratwerkstoffs birgt, wurde nach anderen tribologischen Schutzmoglichkeiten gesucht. Die Auswertung der tribologischen Untersuchungen (Charakterisierung des Werkstoffaufbaues und der daraus resultierenden Eigenschaften, Messung der Verschleisbetrage, Beurteilung der Verschleiserscheinungsformen) hat ergeben, dass die mit einer Wachsemulsion versiegelten Oxidschichten beider Substratwerkstoffe einer Schwingverschleisbeanspruchung am besten widerstehen. Auch die ermittelten Schichtrauheiten, Reibwerte und Hartewerte bestatigen das positive Verhalten aller untersuchten anodisch oxidierten Varianten der EN AW-7075-Legierung unter der gewahlten tribologischen Beanspruchung. Microstructural effect on the wear behaviour of the hard-anodised aluminium alloys EN AW-6082 and EN AW-7075 The suitability of hard-anodising of high-strength Al alloys (EN AW-7075-T651) for the fabrication of protective coatings which are also applicable on screws was investigated. A medium-strength AlSi1MgMn alloy (AA60682-T6), generally rated as applicable for anodising, was used as reference material. After possible setting phenomena of a screw joint, the load-bearing surface of the screw can be subjected to an oscillating relative movement. The damaging tribological load was simulated in an oscillation wear test. The resulting wear appearances have revealed that the untreated oxide coatings on the EN AW-6082 substrate are not capable of providing protection against tribological load. Since hot-water sealing increases the hardness of the coating but also contains the technology-induced risk of softening the substrate material, other tribological protection methods have been looked for. The analysis of the tribological tests (characterisation of the structure and the resulting properties of the material, measurement of the wear amount and analysis of the wear appearance) have shown that the films sealed with wax emulsion on both substrate materials are the most promising candidates for the application of devices under oscillation wear. The obtained roughness, friction coefficients and hardness values confirm the positive behaviour of the anodically oxidised EN AW-7075-T651 alloy under the chosen tribological load.

Die Abrasion ist ein grundlegender Verschleismechanismus. Sie tritt immer dann auf, wenn Oberflachen durch harte Partikel oder Rauheitsspritzen tribologisch beansprucht werden. Der Scratchtest gibt uber das Verhalten einer Oberflache bei abrasiver Belastung Auskunft. Dazu wird eine Diamantspitze (Indenter) entweder mit konstanter oder progressiver Normalkraft uber das Material bewegt. Es kommt zunachst zu elastischer, im Weiteren auch zu plastischer Verformung bis hin zur Riss- und Spanbildung, je nach Duktilitat des Materials. Anhand von elastischer und plastischer Eindringtiefe, Reibkraft, akustischer Emission durch Rissbildung sowie der dreidimensionalen Auswertung des Ritzes kann der Verschleiswiderstand gegenuber ritzender Beanspruchung charakterisiert werden. Die Simulation von Scratchtests dient zur Uberprufung von Materialmodellen, indem Simulations- und Versuchsergebnisse, die relativ leicht und schnell erzielbar sind, verglichen werden. Anhand der Ergebnisse lassen sich bestehende Werkstoffkonzepte auf die Anwendungen noch besser anpassen bzw. entwickeln. Der Beitrag beschreibt Probleme und Losungsansatze bei der Umsetzung der Simulation des Scratchtestes fur den Stahl C45 (normalisiert). Durch den Vergleich mit experimentell ermittelten Ergebnissen wird gezeigt, dass die Vorgehensweise bei der Modellbildung und Simulation zielfuhrend ist. Im Weiteren soll ein geschlossenes Werkstoffmodell fur diese Beanspruchungsart entwickelt werden. Verification of numerical methods for modeling abrasive wear processes by calculating scratchtests Abrasion is a fundamental wear mechanism. It occurs whenever surfaces are loaded tribologically by hard particles or roughness peaks. The scratch test shows the behavior of a surface during abrasive stress. For that purpose a diamond tip (indenter) moves onto the material with either constant or progressive normal force. At first the material will be deformed elastically; with increasing force plastic deformation occurs till crack- and chip-forming, depending on the ductility of the material. Using elastic and plastic indentation depth, friction, acoustic emission through cracks and the three-dimensional analysis of the scratch, wear resistance to scratch-stress can be characterized. The simulation of scratch tests is useful to verify material models comparing the relative easily and quickly accomplishable tests with the simulation results. Based on this verification new or existing material approaches can be adapted even better to applications. The article describes problems and solutions during implementation of the simulation of the scratch test for the steel C45 (normalized). The comparison with experimental results shows that this approach is successful. In the future a closed material model for this type of stress will be developed.

Als Schalter-Kontaktwerkstoffe fur Relais und Schutze werden verschiedene Silberbasiswerkstoffe eingesetzt. Dabei kommt den Silberbasis-Verbundwerkstoffen eine besondere Bedeutung zu. Zur Herstellung dieser Verbundwerkstoffe im Industriemasstab werden aktuell die konventionellen Verfahren Pulvermischen und Nasschemisches Fallen in Verbindung mit der anschliesenden pulvermetallurgischen Verarbeitung zu Drahten angewendet. Zur Herstellung der Silberbasis-Verbundwerkstoffe mit vergleichbarem Gefuge wird die Eignung von alternativen Herstellungsrouten gepruft. Der vorliegende Beitrag zeigt das Potenzial der Verfahren Hochenergiekugelmahlen und Intensivmischen gegenuber den beiden ublichen Verfahren auf. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Beurteilung des Gefuges von Verbundpulver und Strangpressdraht hinsichtlich der Verteilung der Verstarkungskomponente und der resultierenden mechanischen Eigenschaften des Drahtmaterials. Silver-based contact materials – microstructure and mechanical properties Different silver-based materials have been used in relays and contactors. Silver-based composite materials in particular have played an important role. To produce such composite materials on an industrial scale, conventional powder mixing and wet-chemical methods are used. By means of the powder-metallurgical route, these materials are processed in a second step into wire material. To produce silver-based composite materials with a comparable microstructure, the usability of alternative production routes was tested. This article shows the potential of the methods high-energy ball milling (HEM) and intensive mixing compared to the two above-named conventional methods. The main focus is on the evaluation of the microstructure of the composite powder and the extrusion wires concerning the dispersion of the reinforcement component and the resulting mechanical properties of the wire material.

Die Abscheidung von galvanischen Nickelschichten mit inkorporierten keramischen Nanopartikel, TiO2 und Al2O3, erfolgte mit Hilfe von Ultraschall wahrend der galvanischen Beschichtung. Der Ultraschall gewahrleistet eine standige Desagglomerierung der Nanopartikel im Elektrolyten, wodurch ein homogener und feindisperser Partikeleinbau in die Nickelschichten moglich ist. Untersucht wurden das Einbauverhalten der nanoskaligen Partikel in galvanische Nickelschichten, die Veranderungen in der Schichtstruktur und der Kristallite im Vergleich zu konventionell abgeschiedenen Nickelschichten mittels REM, EDX, EBSD und XRD. Deposition and structure of electroplated composite layers The electrodeposition of nickel layers with incorporated ceramic nanoparticles, TiO2 and Al2O3 was carried out with the aid of ultrasound during electroplating. The ultrasound guarantees a permanent desagglomeration of nanoparticles in the electrolyte. Therefore, nanoparticles were incorporated homogeneously and fine-dispersedly. The incorporation of nanoscaled particles, the changes of the layer structure and the crystallites were investigated in comparison to conventionally electrodeposited nickel layers by means of SEM, EDX, EBSD and XRD.

For several years, CrIV compounds were used as effective and inexpensive corrosion inhibitors. Studies showed that these materials were toxic and carcinogenic. This has led to extensive research to develop alternative inhibitors. Organo-silicate hybrid coatings appeared as an effective technique for forming protective layers on different metal alloys. A silane film was obtained by dip coating of the sample in sol solution prepared from the hydrolysis of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTM), tetraethylorthosilicate (TEOS) with acid as catalyst and water as solvent instead of VOC (volatile organic compound). The sol solution was aged at ambient temperature to to enhance the effectiveness of the solution for the hydrolysis process. The sample was cured at 150 °C to ensure cross-linking of the film. The experiments have shown that heat treatment leads to increased density and corrosion resistance of the films. Organic and inorganic inhibitors were added in different concentrations to improve the protection and self-healing properties of the coating even after long-time immersion in corrosive solution. The protection performance of the film was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 0.5 M NaCl solution (pH value 7). The surface morphologies of the treated samples were investigated using SEM. Entwicklung und Charakterisierung von Sol-Gel-Komposit-Schichten auf Aluminium-Legierungen fur den Korrosionsschutz CrIV -Werkstoffe wurden viele Jahre lang als effektive und kostengunstige Korrosionsinhibitoren eingesetzt. Forschungen zeigten, dass diese Materialien giftig und krebserzeugend sind. Dies hat zu umfangreichen Forschungsarbeiten und zur Entwicklung alternativer Inhibitoren gefuhrt. Organo-Silikat-Hybrid-Beschichtungen haben sich als eine wirksame Technik fur die Bildung schutzender Schichten auf verschiedenen Metalllegierungen herausgestellt. Silanfilme wurden durch eine Dip-Beschichtung der Probe in einer Sol-Losung erzielt, die aus der Hydrolyse von 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), Tetraethylorthosilicate (TEOS) mit Saure als Katalysator und Wasser als Losungsmittel anstelle von VOC (volatile organic Compound) entstehen. Die Sol-Losung wurde bei Raumtemperatur gealtert, um die Wirksamkeit der Losung fur den Hydrolyse-Prozess zu verbessern. Ebenso erfolgte eine Warmebehandlung der Probe bei 150 °C, um die Vernetzung des Films zu gewahrleisten. Die Experimente haben gezeigt, dass die Dichte der Filme und somit die Korrosionsbestandigkeit durch die Warmebehandlung ansteigt. Organische und anorganische Inhibitoren wurden in verschiedenen Konzentrationen beigemischt, um Schutz- und Selbstheilungseigenschaften der Schicht, auch bei langzeitigem Eintauchen in eine korrosive Losung, zu verbessern. Die Bewertung der Schutzwirkung des Films erfolgte durch elektrochemische Impedanz-Spektroskopie (EIS) in 0,5 M NaCl Losung (pH-Wert 7). Ebenso wurden die Oberflachenmorphologien der behandelten Proben mittels REM untersucht.

Neben Zuverlassigkeit und Qualitat sind vor allem Fahrzeugsicherheit und Wirtschaftlichkeit entscheidende Kriterien fur den Automobilhersteller. Der Korrosionsschutz spielt dabei eine herausragende Rolle, da hierdurch die Lebens- und Gebrauchsdauer erhoht wird. Mit der Bereitstellung hochstfester Stahlqualitaten stehen Werkstoffe zur Verfugung, die auf Grund ihrer mechanischen Eigenschaften ein hohes Leichtbaupotenzial sowie ein sehr gutes Energieabsorptionsvermogen aufweisen. In Verbindung mit der Moglichkeit der Warmformgebung sind sie damit pradestiniert fur die Herstellung komplizierter, beanspruchungsgerechter Formen im crashrelevanten Karosseriebereich. Der Einsatz dieser Stahlqualitaten erfolgt bislang in Strukturbauteilen, die mit einem Schmelztauchuberzug aus FeAl7, sog. Usibor, vor Korrosion geschutzt sind. Jedoch besteht zurzeit keine serienreife Losung fur den nachtraglichen Korrosionsschutz von bereits warmumgeformten Bauteilen. Deshalb wurde ein Korrosionsschutzsystem auf Basis des herkommlichen Schmelztauchverzinkungsprozesses entwickelt und appliziert. Zunachst wurde das Entfestigungsverhalten des hochstfesten Substrats 22MnB5 analysiert. Anschliesend wurde ein Legierungssystem entwickelt und appliziert. Die so entstandenen Korrosionsschutzschichten wurden hinsichtlich ihrer Struktur und des Korrosionsschutzpotenzials charakterisiert. Im Ergebnis tritt eine deutliche Verbesserung des Korrosionsverhaltens ein. Development of low-temperature galvanizing and its application for corrosion protection of high-strength steels Apart from reliability and quality, vehicle safety and cost efficiency are the decisive criteria for automobile manufacturers. Corrosion protection plays a decisive role because it increases the service life. The ultra-high-strength steels are materials which exhibit high lightweight potential as well as a very good energy absorption capacity because of their mechanical properties. In connection with the possibility of hot forming, they are predestined for the fabrication of complicated, load-compatible shapes in the crash-relevant frame and body construction. The application of these steel qualities has been carried out in structural parts which are protected from corrosion by a hot-dip coat of FeAl7 – the so-called Usibor. However, at the moment there is no ready-for-production solution for later corrosion protection of already hot-formed parts. Therefore, a corrosion protection system on the basis of conventional low-temperature galvanizing processes has been developed and utilized. First, the softening behavior of the highly-resistant 22MnB5 substrate was analyzed. Afterwards, a galvanizing system was developed and applied. The corrosion protection coatings were characterized with regard to their structure and corrosion protection potential. As a result, a significant improvement of the corrosion behaviour has occurred.

For several years, chromate compounds were used as effective and inexpensive corrosion inhibitors. Studies showed that these materials were toxic and carcinogenic. A subsequent ban on these materials has led to extensive research to develop effective alternative inhibitors. The sol-gel method appeared as an effective technique forming protective silane layers from hydrolyzed tetraethylorthosilicate (TEOS) and glycidoxypropyltrimethoxy silane (GPTMS) in an aqueous sol–gel process. The final cross-linking of the layer is realized by heat treatment to form thin, fully dense, protective films of silane on diverse metal surfaces. Most sol-gel layers use a considerable amount of solvent VOC (volatile organic compound) in order to achieve a dispersion of silane with water. However, in a wide range of industries, the high amount of VOC is the major hindrance for the application of silane layers. This article shows a coating concept without VOC, which is cost-efficient, effective for corrosion protection and applicable for metal surfaces. The corrosion protection effect is given by means of comprehensive impedance spectroscopy measurements. Kostengunstige Sol-Gel Umwandlungsschichten fur Korrosionsschutzanwendungen Jahrelang wurden Chromatverbindungen als wirkungsvolle und preisgunstige Korrosionsinhibitoren genutzt. Gesundheitsaspekte haben zum Verbot in Deutschland und infolgedessen zu umfangreichen Entwicklungsarbeiten gefuhrt. Die Sol-Gel Methode als eine jungere, effiziente Methode ermoglicht die Bildung schutzender Silanschichten aus hydrolysiertem Tetraethylorthosilikat (TEOS) und Glycidyloxypropyltrimethoxysilan (GPTMS) in einem wassrigen Sol-Gel Prozess. Die abschliesende Warmebehandlung fuhrt zur Vernetzung der Schicht. Im Ergebnis entstehen dunne, dichte und somit schutzende Silanfilme fur diverse metallische Oberflachen. Die Mehrzahl der Sol-Gel-Schichten wird unter Nutzung beachtlicher Mengen an Losemitteln (fluchtige organische Verbindungen, VOC) verarbeitet, die zur Dispergierung von Silanen in Wasser benotigt werden. Allerdings steht der hohe Anteil von VOC einer Einfuhrung von Silanschichten im Wege. In diesem Artikel wird ein Beschichtungskonzept vorgestellt, das auf VOC verzichtet und damit kostengunstige, korrosionsbestandige und gut anwendbare Schichten fur metallische Oberflachen bereitstellt. Die Korrosionsbestandigkeit wird durch umfangreiche Impedanzmessungen nachgewiesen.

Die Galvanotechnik ist nach wie vor eines der am haufigsten angewandten Oberflachenveredelungsverfahren. Neben der Automobilindustrie, einer der grosten Abnehmer galvanotechnischer Oberflachen, sind fur den hohen Umsatz und die Entwicklung der Galvanotechnik die Bereiche Elektrotechnik und Elektronik, Bauwesen, Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, die Schmuckbranche sowie die Medizintechnik (z.B. Dentalprothetik) verantwortlich. Standig steigende Rohstoffpreise, strengere gesetzliche Regelungen (z. B. EU-Altauto-Verordnung), wachsende Anforderungsprofile der Kunden hinsichtlich Qualitat und Funktionalitat sowie steigendes Umweltbewusstsein stellen die Galvanotechnik vor immer neue Herausforderungen, die sich als Innovationstreiber herausstellen. Dieser Beitrag vermittelt einen Uberblick zum Status quo der Galvanotechnik. Im Weiteren werden ausgewahlte aktuelle Trends aufgezeigt. Status quo and trends in electroplating Electroplating is still one of the most commonly applied surface refinement processes. Besides the automotive industry, one of the largest acceptor of electroplating surfaces, the domain electrical engineering and electronics, construction, engineering, aviation and aerospace technology, the jewellery industry and the medical-technology (e.g. dental prosthetics) are responsible for the high turnover and development. Constantly rising commodity prices, stricter legal regulations (e.g. EU end-of-life vehicle directive), growing demand profiles of the customers in terms of quality and functionality, and increasing environmental awareness always lead to new challenges. By means of this process innovation is created. This paper gives an overview on the status quo of electroplating. In addition, selected current trends are presented.

Die Forschungsarbeiten hatten das Ziel, einen Prozess zu entwickeln, der die Erzeugung einer hohen elektrischen Durchschlagsfestigkeit in kurzester Prozesszeit auf Aluminiumbandern ermoglicht. Um in den Versuchen die Prozessparameter in einem breiten Bereich zu variieren, wurde gemeinsam mit der Fa. Steinert Elektromagnetbau GmbH Koln eine flexible diskontinuierliche Laboranlage konzipiert. Durch die Anwendung des Flussigleiterprinzips lies sich in diesem Equipment die in kontinuierlichen Anlagen praktizierte festkontaktfreie Anodisierung von Aluminiumbandern nachempfinden. Die Entwicklungsarbeiten konzentrierten sich auf die Gestaltung der Stromform. Anhand der Ergebnisse wird deutlich, dass es durch geeignete elektrische Parameter (Stromformen) in Verbindung mit einer entsprechenden Nachbehandlung moglich ist, hochste Durchschlagsspannungen in kurzester Prozesszeit zu erreichen. Die nach der neuen Technologie (Stromform TUCAL) erzeugten Schichten weisen zudem eine hohere Porendichte als die konventionell hergestellten auf, was sich in einer hoheren Duktilitat (geringeren Rissanfalligkeit) niederschlagt. Process for anodizing of aluminum stripes with high electrical breakdown voltage The Aim of the research was to develop an anodizing process for generating a high breakdown voltage on aluminum stripes in the shortest processing time possible. In order to vary process parameters in a wide range, a flexible discontinuous anodizing laboratory device was designed in cooperation with Steinert Elektromagnetbau GmbH Koln. By means of the liquid contact method, conditions equal to non-solid contact anodizing of aluminum stripes in continuous laboratory devices were simulated. The research was focused on the development of the current pulse shape. The results show that the highest possible breakdown voltages can be achieved in a short processing time using suitable electrical parameters (current pulse shape) and the appropriate post-treatment. The films generated by the new technology (current pulse shape referred to as “TUCAL”) reveal a higher pore density than conventional layers. This results in a higher ductility (less tendency for cracking).

For qualitative statements concerning influences of the substrate's surface on thickness and morphology of the films different surface states were prepared. Aluminium alloys (6000 series alloy) were applied as substrate for the hard anodization. The characterization (thickness, surface morphology) of the alumina films implies significant correlations between surface states of the substrate and film thickness. The results of the film thickness were confirmed with two investigation methods independently. Using Atomic Force Microscopy (AFM) the surface morphologies of both as-received and polished surface states were shown. The obtained roughness values correspond to the values by the conventional roughness measuring station. The comparison between the bare and the subsequently anodized surface morphologies implies an increasing film thickness growth rate with a decreasing roughness of the substrate. All experimental parameters for the hard anodizing process were maintained. Smooth surfaces of the substrate result in less rough anodized films. The effects of pre-treatment on the growth rate and morphology of hard anodized aluminium oxide films on AlSi1MgMn-alloy were summarized in a “hard anodization map”.

Die Mikrowellensinterung kann bei vielen Keramiken zu besseren Eigenschaften sowie zu einer Verbesserung der Produktivitat des Prozesses fuhren. Schwierigkeiten bei der technischen Umsetzung der Mikrowellentechnologie ergeben sich aus dem von der konventionellen Erwarmung abweichenden Temperaturprofil im Warmgut. Fur die Entwicklung einer mikrowellenangepassten Sintertechnologie ist die Bestimmung der inneren Temperaturverteilung mittels mathematischer Modellierung notwendig. Hierfur wird auf ein vereinfachtes Modell zuruckgegriffen, welches ein Warmequellenmodell mit einem herkommlichen thermischen Modell zur Berechnung der Warmeubertragung innerhalb des Gutes und zur Umgebung koppelt. Zur Steuerung des Erwarmungsprozesses wurde das Modell in einen Regelalgorithmus implementiert. Die Uberprufung des mikrowellenangepassten Regelkonzepts erfolgte an Nickel-Zink-Ferrit. Nachweislich wird ein wirksamer Schutz vor thermal-runaway und unzulassigen Temperaturunterschieden innerhalb der Probe gewahrleistet. Gleichzeitig ist es moglich, auf die temperaturabhangigen Anderungen der elektromagnetischen sowie thermophysikalischen Stoffeigenschaften zu reagieren. Microwave-aligned sintering of ferrites Sintering of ceramics using microwaves can lead to improved material quality and productivity. The technical implementation of the microwave technology is still lacking because of different temperature distribution inside the specimen due to volumetric heating compared to conventional sintering. The development of microwave-aligned processes require the determination of the inside temperature distribution by means of mathematic concepts. Therefore a simplified model was set up which consists of a thermodynamic and a heat source model. Heat transfer within the specimen and the periphery will be included. To govern the heat process this model was integrated into a control algorithm. The control concept was proven by experiments using nickel-zinc-ferrite. The system provides effective protection against thermal-runway and incorrect temperature differences in the specimen. Simultaneously changes of temperature depending electromagnetic and thermodynamic material properties can be counter steered.

Um das thermo-elastische Verhalten von Gleitlagern mit einer Lagerhulse aus gewebeverstarkten CMCs durch Simulation zu bestimmen, kommt eine neue Methode zur Berechnung der Materialeigenschaften des Verbundwerkstoffs zum Einsatz. Bei diesem Ansatz wird ein kleiner Ausschnitt aus der regelmasigen Gewebestruktur in einem FEM-System diskretisiert. Die verwebten Rowings werden dabei als unidirektional langfaserverstarkte Verbunde betrachtet, fur die es gesicherte Berechnungsmethoden gibt. Zusatzlich konnen auch Poren in dem Modell berucksichtigt werden. Die berechneten Materialeigenschaften wurden uberpruft und als Ausgangsdaten fur ein weiteres FEM-Modell zur Beschreibung eines Gleitlagers mit CMC-Hulse verwendet. Mit Hilfe dieses Modells wird das thermo-elastische Verhalten des Lagers bestimmt. Die Problematik bei der Verwendung von keramischen Laufflachen (Lagerhulse) in einem Stahllager besteht in den sehr unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten beider Materialien. Wahrend der Einlaufphase verandert sich die Kontur der Laufflache. Durch die auf Basis der Simulationsergebnisse vorgenommenen konstruktiven Anderungen sinkt die Verlustleistung des Lagers erheblich und ein Fressen des Lagers wird verhindert.Werkstoffverhalten; Design of ceramic high-accuracy bearings containing textile fabrics In order to determine the thermo-elastic behaviour of slide bearings with a bearing sleeve of textile structured ceramic matrix composites (CMC), a new method for computation of the material properties of the composite material was implemented. Therefore a small cut-out from the regular fabric structure was discretised with the finite element method (FEM). The woven rowings were thereby regarded as unidirectional long-fiber-reinforced composites, for which assured calculation methods are available. Additionally pores can be considered in the model. The computed material properties were examined and used as input data for a further FEM-Model describing the slide bearing with CMC sleeve. By means of this model the thermo-elastic behaviour of the bearing is determined. The main problem using CMCs as bearing surface (bearing sleeve) in a steel box are the different thermal coefficients of expansion. During the warm up phase the outline of the bearing surface changes. Applying constructional changes based on the simulation the dissipation loss of the bearing sinks substantially and the bearing is prevented from galling.

Magnesiumlegierungen sind sehr korrosionsanfallig, was ihre Anwendung unter korrosiven Bedingungen einschrankt. Eine Moglichkeit, um Magnesium vor aggressiven Umweltbedingungen zu schutzen, ist das Beschichten. Es werden Ergebnisse uber das Korrosionsverhalten der aus verschiedenen Elektrolyten galvanisch verzinkten Magnesiumknetlegierung AZ31 gezeigt. Die Bewertung der Korrosionsprozesse in chloridhaltigen Losungen erfolgte durch elektrochemische Messungen. Durch einstundige Auslagerung der beschichteten Proben wurde festgestellt, dass dicke und dichte galvanische Zinkschichten auf AZ31 die Korrosionseigenschaften verbessern. Eine Erhohung der Immersionszeit fuhrt jedoch zu einer Verschlechterung der Korrosionseigenschaften. Elektrolytische Zinkschichten, die durch einen konsekutiven alkalisch / sauren Prozess erzeugt werden, stabilisieren die Schicht und verbessern somit die Korrosionsbestandigkeit des beschichteten AZ31. Zinc-Plating of Magnesium Alloys Magnesium alloys are highly susceptible to corrosion that limits their application when exposure to corrosive service conditions is needed. One of the ways to prevent corrosion is to coat the magnesium-based substrate to avoid a contact with an aggressive environment. Results concerning corrosion behaviour of wrought AZ31 magnesium alloy with electrolytic zinc coatings deposited from different electrolyte solutions are described. Evaluation of corrosion processes in chlorides containing solutions was performed by electrochemical measurements. It was found that thick and dense electrolytic zinc coatings formed on AZ31 significantly improve the corrosion behaviour of magnesium alloy after one hour immersion of zinc coated magnesium alloys in corrosive media. Further increase of immersion time leads to relatively fast decrease of corrosion properties. Electrolytic zinc coatings obtained in consecutive alkaline / acidic process demonstrate an improvement of corrosion resistance of coated AZ31. The time to coating degradation strongly increases.

Galvanisch abgeschiedene Metalle weisen in Abhangigkeit von Metallsalzkonzentration, Stromdichte, pH-Wert, Art und Menge organischer Zusatze, Badtemperatur, auserer Konvektion, Substrateigenschaften und Charakter des abgeschiedenen Metalls unterschiedliche Wachstumstypen auf. Durch Parametervariation werden in Abhangigkeit vom Schichttyp Anderungen in den Schichteigenschaften erwartet. Zur Vertiefung des Verstandnisses bzgl. der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen wurde die Wirkung wesentlicher Abscheidungsparameter, wie Stromdichte, Elektrolytkonzentration und organische Zusatze auf Schichttyp, Textur, Harte und Korrosionsverhalten am Beispiel von Watts Nickel Schichten untersucht. Nur durch Kombination mehrerer Zusatze konnten feinere Kristallite mit Ubergangen vom FT-Typ zu UD-Formen und damit Hartesteigerungen um bis zu 200 % im Vergleich zu zusatzfreien Elektrolyten erreicht werden. Die verwendeten organischen Zusatze fuhren jedoch haufig zu einer Verschlechterung des Korrosionsverhaltens. Durch Variation der Stromdichte wurde bei Watts Nickel keine signifikante Anderung des Schichttyps registriert. Bei hoherer Stromdichte wurde eine Zunahme von Harte und Korrosionswiderstand festgestellt. Theoretical and practical views on the deposition of different layer types exampled at electroplated nickel Electroplated metals exhibit different growth types as a function of metal salt concentration, current density, pH-value, kind and quantity of organic additives, bath temperature, outer convection, substrate characteristics and character of the plated metal. As a function of the type of layer changes in the layer characteristics are expected by parameter variation. Refinement of understanding in structure characteristic relations at Watts nickel layers was done concerning the effect of substantial deposition parameters, like current density, electrolyte concentration and organic additives. These parameter effect the type of layer, texture, hardness and corrosion behavior. Simply combination of several additives could achieve finer crystallites with transitions from the FT type to UD forms and thus hardness increases over up to 200 % compared with pure electrolytes. The applied organic additives lead however frequently to a degradation of the corrosion behavior. With Watts nickel no significant change of the type of layer was registered by variation of the current density. With higher current density an increase of hardness and corrosion resistance was determined.

The complex demands of construction units require an adjusted coating concept, in order to avoid unintentional changes of characteristics up to eventual failure. The paper makes a contribution to the clarification of the connections between the deposition parameters, the structure and the characteristics of nickel dispersion layers with incorporated micron and nano-particles. The material characterisation by different testing methods supplies abstractive results. Starting from the layer structure (incorporation rate, particle distribution, agglomeration, type of crystallisation of the matrix), correlations between textures, internal tensions and hardness are described. It is shown that the nature of the particles (material structure, hardness, conductivity, shape and size) influences the incorporation behaviour as well as the layer characteristics. The desired fine dispersion of the small particles in the Ni-layers is considerably improved by the use of ultrasound. As a promising result, the corrosion behaviour can be improved using particles the size of 200 nm up to particles the size of microns. The corrosion tests were carried out by means of potentiometric measurements. Applying a strip projection measuring instrument, the volumetric corrosion erosion was quantified.

Schwingungsverschleis fuhrt in vielen Bereichen industrieller Anwendung zu gravierenden Bauteilschaden. Zu deren Vermeidung werden verschiedene Schichten eingesetzt bzw. erprobt, so auch galvanisch abgeschiedene Nickel- und Nickelkomposit- sowie ausenstromlos abgeschiedene Nickel-Phosphor-Schichten. Das Verhalten dieser Schichten unter Schwingungsverschleisbeanspruchung wurde charakterisiert. Begleitend erfolgte eine mikrostrukturelle Charakterisierung hinsichtlich Korngrose, Partikelgehalt und Partikelverteilung sowie bezuglich Kristallisation und Ausbildung der tetragonalen Phase Nickelphosphid. Diese Ergebnisse korrelieren gut mit den Martenshartewerten der Schichten und tragen zum Verstandnis des Schwingungsverschleisverhaltens der untersuchten Schichten bei. Warmebehandelte Ni-P-Schichten erreichen die doppelte Harte im Vergleich zu Nickeldispersionsschichten, sie versagen jedoch unter oszillierender Gleitbeanspruchung durch Versprodung, Rissbildung und Enthaftung. Dagegen weisen dispersionshartende Nanokomposite mit TiO2 ein deutlich gunstigeres tribologisches Verhalten auf. Ein Feststoffgehalt von ca. 3 Vol.-% fuhrt zu Dispersions- und Feinkornhartungseffekten, die einen guten Schutz gegen Schwingungsverschleis bewirken; die Ni-Matrix bleibt dabei duktil. Die Inkorporation sehr harter Teilchen (SiC) verstarkt hingegen den Schwingungverschleisprozess durch die abrasive Wirkung der im Tribokontakt befindlichen Partikel. Microstructural and oscillating sliding wear studies of nickel composites and electroless Ni-P layers In many industrial applications, oscillating sliding wear leads to serious damage of construction components. To avoid this, different layers of electroplated nickel and nickel composites as well as chemically deposited nickel phosphorus layers are used and/or tested. The performance of these layers under oscillating sliding wear was characterized. Additionally microstructure characterisations took place regarding grain size, particle content and distribution as well as concerning crystallization and development of tetragonal phase nickel phosphide. These results correlate well with the Martens hardness of the layers and contribute to understand the oscillating sliding wear characteristics of the examined layers. Heat treated Ni-P layers achieve twice the hardness of nickel dispersion layers; however, fail under oscillating sliding stress by embrittlement, cracking and debonding. On the other hand dispersion-hardening nano composites with TiO2 clearly exhibit a more favourable tribological behaviour. A solid content of approx. 3 vol-% leads to dispersion and fine grain hardening effects, which cause good protection against oscillating sliding wear; thereby the Ni-matrix remains ductile. The incorporation of very hard particles (SiC) intensifies the oscillating sliding wear process due to the abrasive effect of the particles.

By means of dynamic–mechanical analysis (DMA), selected application-specific properties of flax- and hemp-fibre reinforced polypropylenes (PPs) have been determined for material characterisation. The compound samples were manufactured both by consolidation of hybrid non-wovens and compounding and injection moulding with the addition of natural fibres. The conditioning (long and short fibres), the manufacturing process and the processing parameters are the most important influencing factors on the mechanical properties of the final product. The results also reveal that the elastic properties (stiffness, storage modulus) of the composite material are dependent on the type of coupling agent. Other influencing parameters are the specific surface and the content of added fibre. The parameters mentioned can be varied by fibre separation or post-treatment procedures. The recycling behaviour of natural-fibre reinforced PP shows that multiple processing has only an insignificant influence on the fibre lengths and the mechanical properties. In addition, it is possible to very quickly draw conclusions about the quality of the composite material, such as fibre–matrix adhesion and damping behaviour. Fractographic evaluations in the scanning electron microscope (SEM) confirm the quantitative characterisation obtained from DMA.

Diese Arbeit berichtet uber die Ergebnisse der elektrochemischen Abscheidung von Nickeldispersionsschichten mit nanoskaligen Partikeln aus einem Watts Elektrolyten. Es werden Aussagen zu erzielten Einbauraten und daraus resultierenden Gefugen und mechanischen Eigenschaften getroffen. Von besonderer Bedeutung fur die Anwendung der abgeschiedenen Schichten sind deren Korrosions- und Verschleisverhalten. Mit Hilfe von Stromdichte-Potenzialmessungen und optischen Untersuchungsmethoden ist das Korrosionsverhalten in Abhangigkeit von den Feststoffen und organischen Zusatzen bewertbar. Eine Steigerung der Korrosionsbestandigkeit durch nanoskalige Teilchen wurde nicht festgestellt. Sehr positiv wirken sich die inkorporierten Partikel auf das Verschleisverhalten, ermittelt im Schwingverschleistribometer, aus. Corrosion and Wear Behaviour of Nickel Dispersion Coatings with Nano Particles The present study describes the results of the electrochemical deposition of Nickel dispersion coatings from a Watts electrolyte with nano-scaled particles. Subsequently, the incorporated particles lead to different microstructures and have impact on the mechanical properties. The corrosion and wear behaviour of these layers are of high interest regarding their applications. By means of potentiodynamic measurements and optical characterisation, the corrosion behaviour can by evaluated in correlation to the applied particles and additives. Unfortunately, an improvement of corrosion protection could not be measured. From investigations by means of oscillation tribometer, it can be shown that the incorporated particles improve the wear behaviour.

An warmfesten martensitischen Stahlen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, 9% Chrom und den weiteren Legierungselementen Molybdan, Vanadium, Niob und z. T. Wolfram wurde der Einflus von Temperatur und Dauer des Anlassens auf Harte und Gefuge untersucht. Nach dem Austenitisieren und folgender Luftabkuhlung wurden die Stahle bei Temperaturen unter, bei und uber Ac1b unterschiedliche Zeiten angelassen und einer Harteprufung unterzogen. Anhand der Harte wurden Anlasschaubilder erstellt und der Hollomon-Jaffe-Parameter an den drei Stahlen innerhalb seiner Anwendungsgrenzen bestimmt. Gefugebilder (REM) belegen die Ausbildung der Karbide und des Martensits. Bei Anlastemperaturen unterhalb Ac1b tritt ein Harteabfall auf, bei Temperaturen oberhalb Ac1b kommt es infolge der dabei stattfindenden Teilaustenitisierung zu einem Harteanstieg. Beim Anlassen unterhalb Ac1b nimmt die Anlasbestandigkeit in der Reihenfolge P 91, NF 616, E 911 zu. Influence of tempering on microstructure and hardness of high-temperature 9%Cr-steels The influences of temperature and duration of tempering on hardness and microstructure were investigated at high-temperature martensitic and low-carbon steels with 9% chrome and the further alloying elements molybdenium, vanadium, niobium and partially tungsten. After austenitizing and subsequent air cooling the steels were tempered at temperatures below, at and above Ac1b for different times and finally a hardness test was performed. Making use of the temperature dependence of the hardness tempering diagrams were constructed and the Hollomon-Jaffe-Parameter on the three steels was determined within its application limits. Micrographs of the structure shows the formation of the carbides and the martensite. At tempering temperatures below Ac1b a decrease of hardness occurs, above Ac1b, a hardness rise due to the partial austenitizing was obtained. While hardening below Ac1b, the tempering quality increases from P 91, NF 616 to E 911.

Die Auswirkung der erzeugten Ultrafeinkornigkeit auf das Korrosionsverhalten wurde am Beispiel einer kommerziell erhaltlichen AlSi1MgMn-Legierung (EN AW-6082) im Vergleich zum grobkornigen, also konventionellen Werkstoffzustand untersucht. Die Ergebnisse der elektrochemischen Experimente werden in Korrelation mit der Mikrostruktur vor und nach den entsprechenden Untersuchungen prasentiert. Die Quantifizierung der induzierten Korrosionsschadigung sowie die Korrosionskennwerte bezeugen die reduzierte Korrosionsanfalligkeit des Werkstoffs mit ultrafeinkorniger Mikrostruktur im Gegensatz zum grobkornigen Ausgangszustand. Fabrication, microstructure and corrosion behaviour of the conventional and ultrafine-grained AA6082 The effect on the corrosion behaviour of the commercially available AlSi1MgMn alloy (AA6082) with ultrafine grains in comparison to coarse grains, i.e. the conventional material state was investigated. The results of the electrochemical experiments are presented in correlation to the microstructure before and after the corresponding examinations. The quantification of the induced corrosion damage as well as the corrosion characteristics shows the reduced susceptibility of the material with ultrafine-grained microstructure in contrast to the coarse-grained initial state.

Electroplated composites with incorporated nanoparticles become a key material in the fabrication of microsystem devices. A good survey of composites with nickel matrix is given in [1]. Electrodeposition of alumina particles (13 nm diameter, content around 1 Wt %) in nickel from an acidic electrolyte has been investigated using a nickel sulfamate bath with a particle loading of 10 g/l. Direct current (DC) deposition was compared to pulse-reverse plating (PRP) which can facilitate higher amounts. Details are given in [2]. Materials properties depend on the particle distribution, their bonding to the matrix and their influence on the microstructure of the matrix which has been characterized by TEM, STEM, SEM and EBSD.