334 Prakt. Met. Sonderband 41 (2009)
davon ausgegangen werden, dass keine plastische Verformung in Pressrichtung durch den applizier-
ten Druck entsteht. Das Gefüge welches sich während der Verdichtung in den Zwickeln ausgebildet
hat, ist in Bild 3b) vergrößert dargestellt. Der durch die Entladung generierte Stromfluss erzeugt im
Stahlpulver widerstandsbedingte Joulesche Wärme. Es kommt zur Bildung flüssiger Phasen, welche
unter dem anliegenden, statischen Druck die Porenräume auffüllen. Das Gefüge besteht aus eisen-
haltigen Metallzellen, welche durch eutektische (Cr, V)- Karbidnetzwerke umgeben sind. In den
Zwickeln ist das Gefüge, im Vergleich zum verdüsten Zustand (Bild 3 b) oben), sehr fein ausgebil-
det (Pfeil Bild 3 b). Die unterschiedlichen Zellendurchmesser werden durch ein EDX- Mapping in
Bild 4 verdeutlicht. Prozessbedingte schnelle Aufheiz- und Abschreckraten (Selbstabschreckung)
führen zur Ausbildung der feineren Karbidnetzwerke. Röntgenbeugungsanalysen zeigen, dass der
Stahl 1.2380 nach der Gasverdüsung einen hohen Restaustenitgehalt aufweist. Dieser kann durch
eine Wärmebehandlung (Härten und Anlassen) vollständig in Martensit, MC und M,C; Karbide
umgewandelt werden. Das Verdichten von verdüsten Pulverkörnern mittels SPC führt zu keiner
Änderung im Gefüge. Werden jedoch das wärmebehandelte, restaustenitfreie Pulverkörner mittels
SPC gesintert, kann erneuert Restaustenit im Gefüge gemessen werden. Das Auftreten flüssiger
Phasen während des SPC- Prozesses, und der daraus bei der Erstarrung resultierende Austenit, ist
somit bestätigt. Die Verdichtung des wärmebehandelten, martensitischen Stahlpulvers führt unter
gleichen Verdichtungsparametern, welche ein dichtes Gefüge der verdüsten Stahlpulver generieren
(70 % Entladeenergie), zu einer Restporosität von 5 %. Gesintertes Pulver des Stahls 1.8905 zeigt
ein Gefüge (Bild 5) mit 4 % Restporosität. Das unterschiedliche Verdichtungsverhalten kann durch
die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften begründet werden. Tabelle 2 listet die beiden
wichtigen Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit und Schmelzpunkt auf. DTA Messungen zeigen, dass
beim Stahl 1.2380 in beiden Zuständen (verdüst, wärmebehandelt) erste flüssige Phasen bei 1230°C
auftreten. Das Verdichtungsverhalten der beiden Zustände ist jedoch nicht vergleichbar. Der Stahl
1.8905 wird erst oberhalb 1515°C schmelzflüssig, zeigt jedoch ein ähnliches Verdichtungsverhalten
wie der wärmebehandelte Stahl 1.2380. Der Einfluss der Schmelztemperatur scheint somit gering.
Ein deutlicher Unterschied existiert jedoch in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit der Stähle 1.2380
(verdüst, kfz) und 1.8905 (krz). Die im Prozess generierte Joulesche Wärme fließt beim 1.8905
(~1.2380 WB, krz) deutlich schneller in die Pulverkornkérper als beim 1.2380 (verdiist, kfz), wes-
halb hier mehr flüssige Phasen generiert und somit die Poren vollständig aufgefüllt werden. Bei den
hier verwendeten Werkstoffen hat die Wärmeleitfähigkeit einen deutlich größeren Einfluss auf das
Verdichtungsverhalten als die Schmelztemperatur.
Tabelle 2. Physikalische Eigenschaften [9, 10]
1.2380 > 250 um 1.8905
Wärmeleitfähigkeit [W/mK] (verdüst, kfz) 21,5 (Fe-krz) ~ 60
Schmelzpunkt [°C] (verdust, WB, krz) 1230 1515
Restporositiit [Yo] (verdiist) < 1 !
(verdiist, WB) 5
Bild 3: a) Verdichtetes Gefiige 1.2380 >
250 um mit aufgefiillten Zwickeln; b)
VergroBerte Darstellung der Zwickel
200 Ey Sum, mit sichtbar feinerem Gefüge
