HTWK Leipzig ǀ TPMB - Institut für Technologie und Produktion im Maschinenbau ǀ WeKoDia

WeKoDia

Werkstoffentwicklung und Korrosionsdiagnostik

Projektlaufzeit: 2023 - 2024
Projekt: Entwicklung und Untersuchung Innovativer Bau- und Werkstoffe

Das Projekt WeKoDia vereint Kompetenzen in der Weiterentwicklung und Modifizierung von metallischen Werkstoffen mit dem Knowhow zu speziellen korrosionsdiagnostischen Methoden und legt dabei einen speziellen Fokus auf das Korrosionsverhalten von Werkstoffen unter spezifischen Einsatzbedingungen. An der HTWK werden alle wichtigen Schritte der Werkstoffentwicklung abgebildet. Dazu gehören die modellhafte Beschreibung der chemischen Zusammensetzung über thermodynamische Berechnungen, die schmelzmetallurgische Legierungsherstellung, die Weiterverarbeitung von Guss- zu Knetlegierungen, die Anpassung der Wärmebehandlungsparameter an die Anforderungen der Legierung, die licht- und rasterelektronenmikroskopische Gefügeanalyse und die umfassende Eigenschaftscharakterisierung.

Die Korrosionsdiagnostik mit modernen elektrochemischen Methoden wird bereits in einer frühen Phase der Werkstoffentwicklung eingesetzt, um den Zusammenhang zwischen chemischer Zusammensetzung, Wärmebehandlung, Gefüge und den Eigenschaften aufzudecken. Eine breite Palette elektrochemischer Methoden, effiziente Versuchsplanung mit statistischen Methoden und nicht zuletzt die Einordnung von Ergebnissen in einen größeren Kontext (Systemeigenschaft der Korrosion als Interaktion von Werkstoff, Medium und Design), erlauben eine sehr gute Abschätzung des zukünftigen Korrosionsverhaltens unter praktischen Bedingungen.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte sind das Korrosionsverhalten additiv gefertigter nichtrostender Stähle, die Wärmebehandlung von martensitisch-nichtrostenden Stählen und aushärtenden Aluminiumlegierungen sowie die Weiterentwicklung und Validierung von elektrochemischen Prüf-, Untersuchungs- und Monitoringmethoden.

Mikroskopische Aufnahme von Materialien — Abb. 1: Unterschiedlich stark ausgeprägte interkristalline Korrosion an einer aushärtbaren Aluminiumlegierung infolge unterschiedlicher Wärmebehandlung, sichtbar gemacht mittels metallographischer Präparation und lichtmikroskopischer Analyse © HTWK Leipzig

Mikroskopische Aufnahme — Abb. 2: Unterschiedlich Bruchoberflächen von einem durch „selective lase melting“ (SLM) hergestellten, nichtrostenden Maraging-Stahl infolge unterschiedlicher Wärmebe-handlungen; visualisiert durch Rasterelektronenmikroskopie; links: duktiler Bruch mit Verformungswaben, rechts: Sprödbruch mit scharfen Kanten © HTWK Leipzig

Mikroskopische Aufnahme und Diagramm — Abb.3: Analyse der Lochkorrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Stählen hergestellt durch „selective lase melting“ (SLM) mittels potentiodynamischer Polarisationsmessungen © HTWK Leipzig

Die Einbindung von Studierenden der HTWK in aktuelle und zukünftige Forschungsthemen hat einen besonderen Stellenwert im Projekt, da sie eine Win-Win-Situation für beide Seiten darstellt. Auf Basis der hervorragenden Grundlagenausbildung und einer engen fachlichen und personellen Betreuung gelingt ein schneller Einstieg in die zahlreichen anspruchsvollen wissenschaftlichen Arbeiten im Bereich der Werkstoffforschung. Dies ermöglicht in vielen Fällen Abschlussarbeiten auf einem hohen wissenschaftlichen Niveau, was sich auch an der Co-Autorenschaft von Studierenden bei wissenschaftlichen Veröffentlichungen zeigt.