Austenite Grain Growth in a Microalloyed X80 Line Pipe Steel

Titel in Übersetzung: Austenitkornwachstum in einem mikrolegierten X80 Line Pipe Stahl

Walter Tichauer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Pipelines werden unter anderem für den Transport von Erdgas und Erdöl verwendet. Durch den Einsatz von optimierten Materialien kann die Herstellung und der Betrieb von Pipelines mit dünneren Rohrwänden und größeren Betriebsdrücken ermöglicht werden, und somit die Kosten gesenkt werden. Die Verwendung von thermomechanisch bearbeiteten, mikrolegierten Stählen für die Herstellung von Pipelines ist weitverbreitet, wie z.B. die X80 Stahllegierung. Dieser mikrolegierte Stahl zeichnet sich durch eine Kombination von verschiedenen erforderlichen mechanischen Eigenschaften, wie z.B. hohe Festigkeit, Duktilität und sehr gute Schweißbarkeit aus. Diese Eigenschaften werden durch die Mikrostruktur des Stahls bestimmt. Die Mikrostruktur entwickelt sich während der thermomechanischen Verarbeitung des Materials und durch Schweißarbeiten. Ein Schlüsselparameter zur Beschreibung der Mikrostruktur und zur Erlangung der eben genannten Eigenschaften ist die Korngröße [1], [2]. Demzufolge ist es sowohl von wissenschaftlicher als auch von industrieller Bedeutung die Entwicklung der Korngröße und der Korngrößenverteilung im Laufe der Zeit während einer Wärmebehandlung zu bestimmen. Typische metallographische Methoden erlauben Messungen der Korngröße erst nach dem Abschrecken der Probe auf Raumtemperatur. Neuartige experimentelle Verfahren wie High Temperature Laser Scanning Confocal Microscopy (HT-LSCM) und Laser Ultrasonics Technique (LUT) hingegen ermöglichen die in situ Beobachtung der Korngrößenentwicklung. Beide Verfahren (HT-LSCM und LUT) zeigen Vor- und Nachteile bei der Untersuchung der Korngröße. HT-LSCM ist eine Oberflächentechnik und darf somit nur verwendet werden, solange die mikroskopischen Parameter im Inneren des Körpers sich nicht zu sehr von denen an der Oberfläche unterscheiden. HT-LSCM ist eine geeignete Methode, um mikroskopische Veränderungen direkt an der Oberfläche zu charakterisieren. Die LUT-Methode liefert einen Mittelwert für die Korngröße, der nach dem Volumen gewichtet ist. Jedoch liegen dabei keinerlei Informationen über die Korngrößenverteilung vor [3]. Es ist das Ziel dieser Master Arbeit die Versuchsergebnisse beider Methoden (HT-LSCM und LUT) zu vergleichen. Es sind aussagekräftigere Ergebnisse zu erwarten als bei der Auswertung mit nur einer Methode, da beide Methoden einander ergänzen. Besonders multimodale Korngrößenverteilungen können identifiziert werden, wenn eine geeignete Auswertung der HT-LSCM Ergebnisse durchgeführt wird. Um ein besseres Verständnis der Korngrößenverteilungsentwicklung zu erlangen, wird die Kinetik des Kornwachstums analysiert. Referenzen [1] K. Banerjee, M. Militzer, M. Perez and X. Wang, “Nonisothermal Austenite Grain Growth Kinetics in a Microalloyed X80 Linepipe Steel,” Metallurgical and Materials Transactions A, no. 41A, pp. 3161-3172, 2010. [2] P. Schaffnit, C. Stallybrass, J. Konrad, A. Kulgemeyer and H. Meuser, “Dual-scale phase field simulation of grain growth upon reheating of a microalloyed line pipe steel,” International Journal of Materials Research, no. 101, pp. 549-554, 2010. [3] M. Maalekian, R. Radis, M. Militzer, A. Moreau and W. J. Poole, “In situ measurement and modeling of austenite grain growth in a Ti/Nb microalloyed steel,” Acta Materialia, no. 60, pp. 1015-1026, 2012.
Titel in ÜbersetzungAustenitkornwachstum in einem mikrolegierten X80 Line Pipe Stahl
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Gamsjäger, Ernst, Betreuer (intern)
  • Hofstätter, Herbert, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung20 Okt. 2017
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2017

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Kornwachstum
  • Korngröße
  • Korgrößenverteilung
  • mikrolegierter Stahl
  • Kinetik
  • Röhrenstahl
  • Hochtemperatur-Laserscanning-Konfokalmikroskop
  • Laserultraschalltechnik
  • Pipeline

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