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Korrosion durch Biokraftstoffe - Schutz durch Beschichtungen auch bei zyklischer Beanspruchung

Corrosion by biofuels - protection by coatings also under cyclic loadings
 
: Kaufmann, H.; Morgenstern, C.; Gugau, M.; Scholz, M.; Jung, T.

:

Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 37 (2006), Nr.12, S.983-993
ISSN: 0933-5137
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IST ()
Aluminium; fatigue; coating; corrosion; biofuel; Schwingfestigkeit; Beschichtung; Korrosion; Biokraftstoff; Bioenergie; bioenergy

Abstract
Der Einfluss von Korrosion muss bei zahlreichen Bauteilen in der Fahrzeugindustrie für die Auslegung berücksichtigt werden. Mit entsprechenden Beschichtungen wird versucht, den negativen Einfluss der Korrosion unter statischen und zyklischen Beanspruchungen zu unterdrücken. Am Beispiel der Aluminiumgusslegierung AlSi7Mg0,3 T6 sollen ausgewählte Werkstoff-Beschichtungssysteme unter mechanisch-thermisch-korrosiven Komplexbeanspruchungen charakterisiert und Kennwerte für die Auslegung von Bauteilen unter zyklischen Beanspruchungen ermittelt werden. Es wurden Auslagerungsversuche in den Medien Ottokraftstoff E5 (Ottokraftstoff mit 5 % Ethanol) und E10 (Ottokraftstoff mit 10 % Ethanol) bei verschiedenen Temperaturen mit unbeschichteten, eloxierten und chemisch-vernickelten Proben durchgeführt und anschließend im REM untersucht. Die zyklischen Versuche mit chemisch vernickeltem und getemperten Aluminium im Ottokraftstoff E5 bei 100 °C haben gezeigt, dass für dieses Umgebungsmedium der mindernde Einfluss durch die Kraftstoffkorrosion auf die Schwingfestigkeit im Rahmen der Streuung nicht zu erkennen ist. Dieses Ergebnis deckt sich mit den Auslagerungsversuchen im Ottokraftstoff E5 bei 100 °C, bei denen sich keine Korrosion zeigte. Salznebelkorrosion führt trotz Beschichtung zu einer deutlichen Minderung der Schwingfestigkeit. Bei der Schadensakkumulationsrechnung konnte gezeigt werden, dass die tatsächliche Schadenssumme von Bremssattel und Proben trotz unterschiedlicher Beschichtung vergleichbar ist.

 

The influence of corrosion on fatigue design must be considered in numerous component parts in the automotive industry. By using appropriate coatings the negative influence of corrosion under static and cyclic loading can be suppressed. Using the aluminum cast alloy AlSi7Mg0,3 T6 as an example, selected material-coating-systems were to be characterized under mechanical-thermal-corrosive complex loadings and characteristic properties for the fatigue design under cyclic loadings were to be determined. Conditioning tests were carried out with uncoated, anodized and chemical-nickel-plated specimen at different temperatures in the media fuel E5 (fuel with 5 % ethanol added) and E10 (fuel with 10 % ethanol added) and followed by SEM examined. The cyclic fatigue tests with chemically-nickel-plated and tempered aluminum in the fuel E5 at 100 °C no reduced influence on the fatigue strength, within the scattering, was discerned. This result agrees with the conditioning tests in the fuel E5 at 100 °C, where no corrosion was observed. Despite the coating of the specimens salt spray fog leads to a clear reduction in the fatigue strength. Using a damage accumulation calculation, it could be shown, that the real damage sum of the callipers and specimens, despite different types of coating, are comparable.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-51425.html