Mainz 1997 – scientific programme

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K: Kurzzeitphysik

K 6: Laser - Anwendungen / - Materialbearbeitung I

K 6.5: Talk

Wednesday, March 5, 1997, 15:15–15:30, RW 2

Erhöhung der Dauerfestigkeit von Metallen durch Schockhärten mittels Excimerlaser — •K. Eisner¹, G. Hintz², A. Lang¹, K. Schutte¹ und H.W. Bergmann¹ — ¹Applikations- und Technikzentrum für Energieverfahrens-, Umwelt- und Strömungstechnik (ATZ-EVUS), Bereich III, Vielseck — ²Bayerisches Laserzentrum GmbH (BLZ), Erlangen

Das Schockhärten mittels Laserstrahlung ist eine Form der Kaltverformung, welche Druckeigenspannungen in der Randschicht von Metallen erzeugt und somit das Potential besitzt, die Dauerfestigkeit von Bauteilen zu erhöhen. Die Behandlungstiefe erstreckt sich im Gegensatz zu konventionellen mechanischen Verfahren (z.B. Kugelstrahlen) bis in den mm-Bereich. Die Aufbringung von Deckschichten vor der Laserbehandlung ermöglicht es dabei, die Oberfläche nahezu schädigungsfrei zu behandeln. Für das Schockhärten ist es notwendig, mittels Laserstrahlung einen Druck auf die Oberfläche des Werkstücks auszuüben, welcher die Fließgrenze des Materials übersteigt. Die Laserbehandlung erfolgte mittels einer UV-Strahlquelle in Oszillator-Verstärker-Anordnung, welche Leistungsdichten von 10 GWcm⁻² ermöglicht. Es wurden in Stahl Druckeigenspannungen von bis zu 400 MPa erzielt, welche der vom materialabhängigen Sättigungsgrenze entsprechen. Die Auswirkungen der Laserbehandlung auf die Verfestigung der Randschicht sowie deren Beeinflussung der Dauerfestigkeit werden vorgestellt.