EKES (Projektidee: 2018)
Einfluss von Kaltverfestigung auf die Empfindlichkeit für Spannungsrisskorrosion
Hintergrund und Projektziele
Die Tatsache, dass die spanende Bearbeitung von Messing das Risiko der Spannungsrisskorrosion durch Kaltverfestigung an der Oberfläche erhöht ist bei den Messingverarbeitern bekannt. Deshalb werden oft Bauteile nach der Verarbeitung ein zweites Mal geglüht um die eingebrachten Eigenspannungen abzubauen. Ein weiterer Ansatz ist es, auf diese Wärmebehandlung zu verzichten und dafür die Wandstärken der Bauteile entsprechend höher auszulegen um die Montagespannungen, die im Einsatz den Eigenspannungen des Materials überlagert werden, zu verringern. Dieser Ansatz kann trotz des höheren Materialverbrauchs ökonomischer sein als der Glühprozess, birgt aber dennoch die Gefahr eines Bauteilversagens durch hohe Eigenspannungen an der Oberfläche.
Die Überwachung des Einbringens von Eigenspannungen, zum Beispiel durch entsprechende messtechnische Mittel beim Fräsprozess, sowie die Schlussfolgerung anhand der Daten, dass nicht geglüht werden muss, findet derzeit noch keine Anwendung und soll im Rahmen des Projekts implementiert werden. Ein dritter Ansatz ist, Legierungen zu verwenden, welche eine geringere Anfälligkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion aufweisen. Diese Legierungen enthalten deutlich mehr Kupfer, was neben einem höheren energetischen Aufwand auch einen höheren wirtschaftlichen Aufwand zur Folge hat. Zudem gelten diese Legierungen, wie beispielsweise Cuphin®, als resistent gegenüber Spannungsrisskorrosion, erste Schadensfälle aus der Praxis zeigen jedoch, dass dies zumindest nicht uneingeschränkt der Fall ist.
Das Projekt EKES dient dazu, das Herstellungsverfahren von Messingbauteilen hinsichtlich Energieeinsparungen und Sicherheit des Fertigproduktes zu optimieren. Innerhalb des hier beschreibenden Vorhabens soll die Notwendigkeit des zweiten, energieintensiven Glühprozesses beseitigt werden. Hierfür sollen die Einflüsse der bearbeitungsbedingten Kaltverfestigung der Oberfläche charakterisiert und Grenzparameter für die Bearbeitung abgeleitet werden.
Geplante Projektschwerpunkte
- Bereitstellung von Probenkörpern aus relevanten Messinglegierungen mit definierter Bearbeitung
- Werkstoffwissenschaftliche Untersuchung des erzeugten Probenzustandes
- Gezieltes Einbringen von Spannungen unter messtechnicher Überwachung zur gezielten Simulation äußerer Spannungen im Anwendungsfall
- Prüfung auf Anfälligkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion nach DIN 50916-2
- Metallographische Auswertung der Prüflinge
- Auswertung des Zusammenhangs zwischen Spannungszustand und Spannungsrisskorrosion
- Rückschluss auf andere Korrosionsprüfungen
- Entwicklung einer beschleunigten Korrosionsprüfung (ggf. als Folgeprojekt)
Projekttyp
Das Projekt EKES ist als Firmen-Verbundprojekt angedacht.
Bei Interesse setzen Sie sich gerne mit uns in Verbindung.