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Projektlaufzeit:
01.01.2020 - 31.08.2021
Antragsteller/in:
Dr. Javad Mola
Drittmittelgeber/Förderlinie:
DFG Sachbeihilfe
Fakultät:
Ingenieurwissenschaften und Informatik
Fördersumme:
€ 14.490,--
Projektzusammenfassung:

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Mittel-Mangan-Stählen mit
austenitisch-martensitischen Gefügen und verbesserten Festigkeit-
Duktilität-Kombinationen im Vergleich zu herkömmlichen Stählen
dieser Art. Die hohe Festigkeit des Martensits ist auf die Bildung von
B2-(Fe,Ni)Al Ausscheidungen zurückzuführen. Die Duktilität des
Phasengemisches wird durch die Anwesenheit von Austenit mit einer
angepassten mechanischen Stabilität gewährleistet. Im ersten Schritt
wird das Phasengemisch durch das Abschrecken des Austenits bei
einer Temperatur zwischen Martensitstart (Ms) und Martensitfinish
(Mf) Temperaturen eingestellt. Da die martensitische Umwandlung
ohne Diffusion erfolgt, entspricht die Zusammensetzung des
Martensits nach dem Abschrecken der des Austenits. Dies ist eine
Abweichung vom thermodynamischen Gleichgewicht. In einem
anschließenden Wärmebehandlungsschritt (Auslagerung) bilden sich
B2-(Fe,Ni)Al Ausscheidungen innerhalb des Martensits. Um die
Bildung dieser Ausscheidungen zu ermöglichen, ist die Anwesenheit
von den Legierungselementen Nickel und Aluminium erforderlich.
Wenn die Auslagerungstemperatur auch für die Diffusion von Mangan
im Austenit und Martensit genügt, dann wird sich Mangan gleichzeitig
zwischen Austenit und Martensit verteilen. Die Mangan-Anreicherung
des Austenits erhöht seine mechanische Stabilität und unterdrückt die
verformungsinduzierte Martensitbildung. Dies ist für eine
Verbesserung der Duktilität zuständig. Da das geschilderte Verfahren
aus einem Abschrecken (Quenching) und einer anschließenden
einstufigen Manganverteilung (Partitioning) und Auslagerung (Aging)
besteht, kann das Akronym QPA verwendet werden. Die Eignung der
angewendeten QPA-Parameter wird durch die Zugeigenschaften
ausgewertet. Mittel-Mangan-Stähle neigen zur Streckgrenzenlängung
(YPE), nämlich zur plastischen Verformung ohne Verfestigung,
insbesondere nach interkritischem Glühen für kurze Zeiten oder bei
geringen Temperaturen. Das zweite Ziel des Vorhabens ist es
herauszufinden, welche Bedingungen für das Auftreten von YPE
notwendig sind. Dafür werden Zugproben so behandelt, dass die
Einflüsse von gelöstem Kohlenstoff, verformungsinduzierten
Versetzungen und Stapelfehlern im Austenit und die Art des
Martensits (Spontan bzw. Verformungsinduziert) durch anschließende
Zugversuche untersucht werden können. Des Weiteren ist es zu
erwarten, dass das Spannungsplateau beim Zugversuch sich im
Kraft-Weg-Signal bei der Härteprüfung wiederspiegelt.
Dementsprechend wird erforscht, ob das Auftreten von YPE beim
Zugversuch durch das Kraft-Weg-Signal mit instrumentierten
Eindringprüfungen vorhergesagt werden kann. Das Verständnis des
Zusammenhangs zwischen YPE und Kraft-Weg-Signal aus der
Härteprüfung dient zur Untersuchung von YPE nicht nur in Mittel-
Mangan-Stählen, sondern auch in YPE-anfälligen ferritischen Stählen.

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