Crystallography-microstructure-relations of hierarchical lath martensite from a micromechanical point of view

Titel in Übersetzung: Kristallographie-Mikrostruktur-Beziehung von hierarchisch strukturiertem Lattenmartensit - Mikromechanische Betrachtungen

Manuel Petersmann

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Lattenmartensit mit hoher Versetzungsdichte ist ein wichtiger Gefügebestandteil vieler hochfester mehrphasiger Stahlkonzepte, die durch einen hohen Grad transformationsinduzierter Plastizität und andere Mechanismen wie Ausscheidungshärtung ihre Festigkeit steigern. Durch neuartige experimentelle Charakterisierungsmethoden basierend auf Elektronenrückstreubeugung am Kristallgitter fand man im letzten Jahrzehnt heraus, dass Martensit unter bestimmten Umständen eine Mikrostruktur bildet, die einer gewissen hierarchischen Struktur folgt in welcher ähnlich orientierte Martensitlatten zu definierten Blöcken und diese wiederum zu definierten Paketen zusammengefasst werden können. Neben diesem generellen Trend ist die Transformation höchst sensitiv bezüglich der Verfahrensvorgeschichte sowie der Temperaturrate und externer Belastungen während der Umwandlung. Die Modellierung der Transformation erfordert eine multi-skalige Beschreibung und vielfältige experimentelle Daten zur Modellverifikation. Da der Effekt der transformationsinduzierten Plastizität auf der Akkommodation der stark anisotropen Dehnungen zufolge der Phasentransformation auf der Mikroskala basiert, müssen charakteristische morphologische Aspekte auf dieser Skala berücksichtigt werden. Die Motivation dieser Arbeit ergibt sich daraus Daten aus Experimenten der Elektronenrückstreubeugung für die Kalibrierung verschiedener theoretischer Modelle zu verwenden. Für die Umsetzung sind zwei Aspekte entscheidend: (i) Es muss eine eindeutige Beziehung zwischen den experimentellen Daten und den Variablen des Modells bestehen und (ii) das Modell muss auf geometrischen und mikromechanischen Beziehungen der Mikrostruktur basieren. Allerdings existiert für keinen der beiden Punkte eine allgemein akzeptierte Strategie. Ausgehend von den Anforderungen der Mikrostruktur eines maraging Stahls, die durch wiederholte Umwandlung nach mehreren thermischen Zyklen by gleichzeitiger mechanischer Belastung entstanden ist, wird zunächst eine generalisierte Theorie der martensitischen Umwandlung vorgeschlagen, die ein Bindeglied für (i) darstellt. Im Bezug auf (ii) wurden phänomenologische Skalenübergangsregeln zur Berücksichtigung nicht-lokaler Einflüsse und Konstitutivgesetze für die Spannungsabhängigkeit der Transformation, Versetzungsentwicklung, Nukleation und Kopplungseffekte zwischen ihnen verglichen und weiterentwickelt.
Titel in ÜbersetzungKristallographie-Mikrostruktur-Beziehung von hierarchisch strukturiertem Lattenmartensit - Mikromechanische Betrachtungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Antretter, Thomas, Beurteiler A (intern)
  • Cailletaud, Georges, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2018

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Martensit
  • Kristallographie
  • Finite Elemente Methode
  • Modellierung
  • Konstitutivgesetz

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