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an Mikrostruktur von Ti Matrix-Verbundwerkstoffen mit der Verstirkungs- 
el in Figure 4 phase TiB 
S TORE effi, 
SL M. Hamentgen, M. Bram, F. Aubertin, J. Breme 
Mel: for in Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe, Universität des Saarlandes, Saarbrücken 
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Steigende Anforderungen bei technischen Anwendungen resultieren in der Entwicklung von Ver- 
bundwerkstoffen mit mafBgeschneiderter Mikrostruktur und damit angepafiten Eigenschaften, die 
mit einem einzigen Werkstoff nicht erreichbar sind. Solche Verbundwerkstoffe sind z. B. Cermets, 
bei denen die hervorragende Eigenschaften der Metalle, wie Duktilität, Unempfindlichkeit gegen 
Zugspannungen und Temperaturwechselbeständigkeit mit den günstigen Eigenschaften der Kerami- 
ken, wie Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, kombiniert werden. Da Titanwerkstoffe be- 
kannterweise eine geringe Verschleißbeständigkeit besitzen, war das Ziel der Untersuchungen durch 
Herstellung eines Metallmatrixverbundwerkstoffes auf Titanbasis mit keramischer Verstärkungs- 
phase eine Erhöhung der Verschleißbeständigkeit zu erreichen. Thermodynamische Betrachtungen 
zeigen, daß Titan technischer Reinheit und FeB geeignete Ausgangswerkstoffe für das Herstellen 
eines Metall-Matrix-Verbundwerkstoffes auf Titanbasis sind. Durch eine in situ Reaktion während 
des Herstellungsprozesses entstehen TiB und TiFe als Verstärkungsphasen in der Titanmatrix. Die 
verwendeten Proben wurden hergestellt durch Lichtbogenschmelzen, über Pulvermetallurgie ein- 
; schließlich heißisostatischem Pressen und durch Auftragsschweißen unter Zuhilfenahme des Wolf- 
. ram-Inertgas-Schweißverfahrens (WIG). Die in situ Reaktion des FeB wurde charakterisiert durch 
epi og Rontgenbeugung, durch Rasterelektronenmikroskopie und durch Mdssbauerspektroskopie. Durch 
die Untersuchungen wurde es moglich ein quasibindres System zu konstruieren, mit dessen Hilfe 
die Mikrostruktur von Werkstoffen mit unterschiedlicher Zusammensetzung vorausgesagt werden 
MN, kann. Abhängig vom Herstellungsprozeß und der eingestellten Mikrostruktur wurde die Verschleiß- 
oe - bestindigkeit dieser Cermets mit Hilfe des Pin on Disc-Verfahrens untersucht. Unter den gegen- 
Ce wirtigen Bedingungen wurde eine extrem verbesserte Verschleifbestindigkeit ab einem TiB-Gehalt 
ST von 20 vol.% beobachtet. 
erfül approach # 
Einleitung 
Metall-Matrix-Verbunde sollen die positiven Eigenschaften der Metalle (z.B. Unempfindlichkeit 
m gegen Zugspannungen, Zähigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit) mit denen der Keramiken (z.B. 
Verschleißbeständigkeit, hoher E-Modul) auf sich vereinen. Die Verstärkung der Metallmatrix kann 
. sowohl mit Fasern, als auch durch Partikel erfolgen, wobei partikelverstärkte Metalle im Gegensatz 
ww zu Faserverbunden ein isotropes Verhalten bei den Eigenschaften zeigen. Zudem sind sie preiswer- 
OS ter, da ihre Herstellung nicht so aufwendig wie bei Faserverbundwerkstoffen ist. Die in dieser Ar- 
beit untersuchten partikelverstirkten Verbundwerkstoffe auf Ti-Basis konnten iiber einen in situ 
Prozeß der Form 
XTi + FeB = TiB + TiFe + Ti (nH 
hergestellt werden, da FeB thermodynamisch wesentlich instabiler als TiB und TiFe ist. Diese Her- 
stellungsmethode hat den Vorteil, daBl die thermodynamisch stabilen Verstdrkungsphasen erst beim 
Herstellungsproze entstehen, wodurch eine bessere Haftung zur Matrix gewährleistet ist als bei 
Mischungen von Matrix und Verstärkungsphase, die durch Sintern oder Hippen hergestellt werden 
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