Deformation in technical bcc and fcc materials - mechanical and correlative microstructural analyses

Titel in Übersetzung: Verformung technischer krz und kfz Materialien – mechanische und korrelative Analysen

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Diese Arbeit umfasst Studien des Deformationsverhaltens von anwendungsrelevanten, technischen Legierungssystemen wie Co-Cr-W-Mo, Co-Cr-Mo und eines sogenannten “Advanced high-strength”-Stahles in verschiedenen Mikrostrukturmodifikationen, eingestellt durch Variation der Haltetemperatur bei einer isothermen Wärmebehandlung. Material aus den so entstehenden Mikrostrukturen, die sich von granularem Bainit über diverse Formen von lattenartigem Bainit bis hin zu (angelassenem) Martensit erstreckten, wurden in Zugversuchen, Biegeversuchen und Lochaufweitungsversuchen mechanisch getestet. Das Deformationsverhalten aus den verschiedenen technologischen Tests korreliert unter anderem mit der entstehenden Textur. Homogen verformte Mikrostrukturen entwickeln hohe Anteile an α-Faser (〈110〉||Walzrichtung), wohingegen Mikrostrukturen die eine heterogene Versetzungsstruktur aufweisen, nach den mechanischen Tests auch erhöhte Anteile an ε-Faser (〈110〉||Querrichtung) aufweisen. Co-Cr-Legierungen reagieren bei Verformung – vergleichbar zu Stählen – ebenfalls stark abhängig von der Mikrostuktur und den vorhandenen Phasen, wenngleich die zugrundeliegenden Mechanismen unterschiedliche sind. Mechanische Belastung an typischen Co-Cr Implantatlegierungen kann zu einer dehnungsinduzierten Martensitumwandlung von der metastabilen, kubisch flächenzentrierten γ Hochtemperaturphase zur eigentlichen Raumtemperaturmodifikation, der hexagonal dichtest gepackten ε-Phase führen. Nanoindentation zeigte eine Abnahme in der Umwandlungstendenz einer Co-Cr-W-Mo Legierung nach dem heißisostatischen Pressen. Dies kann erklärt werden durch eine leichte Verschiebung der chemischen Zusammensetzung, wie Atomsondentomographie Untersuchungen ergaben. Das gleichzeitige Auftreten von plastischer Dehnung, Relaxation der Gitterdehnungen und der martensitischen Phasenumwandlung lässt annehmen, dass die Umwandlung dehnungsinduziert ist. Kompression an Co-Cr-W-Mo führt weiters zu einer 〈110〉γ Fasertextur und einer Ausrichtung der {111}γ Ebenen entlang der Radialrichtung. In der Analyse beider Materialsysteme war die Kombination von unterschiedlichen Test- und Analysemethoden der Schlüssel zur Interpretation der Mechanismen hinter dem makroskopischen Verhalten und in weiterer Folge auch zur Verbesserung der Materialien in Hinsicht auf die steigende Komplexität der Anwendungen.
Titel in ÜbersetzungVerformung technischer krz und kfz Materialien – mechanische und korrelative Analysen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Kiener, Daniel, Beurteiler B (intern)
  • Clemens, Helmut, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2018

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Plastische Verformung
  • Advanced High-Strength Steels
  • Co-Cr
  • Implantatlegierung
  • Textur
  • Mikrostruktur

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