In-situ Beobachtung von Austenitkornwachstum und Phasenumwandlungen in Stählen mittels Hochtemperatur-Laser-Scanning-Konfokal-Mikroskopie

Nora Fuchs

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Die Produktionsparameter der Hochtemperaturprozesse der Stahlherstellung (Vergießen, Walzen, Schmieden, Wärmebehandeln) hängen maßgeblich von der Kinetik von Kornwachstum, Rekristallisation, Ausscheidung und Phasenumwandlung ab. Die Hochtemperatur-Laser-Scanning-Konfokal-Mikroskopie (HT-LSCM) hat sich in den letzten 20 Jahren als Methode der in-situ-Beobachtung dieser Vorgänge etabliert. Ein Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer durchgehenden Methodik der Probenherstellung, -bearbeitung, -untersuchung und der nachfolgenden bildanalytischen Auswertung für die Beobachtung des Kornwachstums in Stählen. Die Arbeit zeigt, dass das Umschmelzen und Schleudergießen von Proben mit nachfolgender Warmmassivumformung zu homogenen Proben und hervorragend reproduzierbaren Messergebnissen führt. Die erarbeitete Methodik wird für die Untersuchung des Kornwachstums in binären und ternären Eisenbasislegierungen bei Temperaturen von zwischen 950 und 1250 °C angewendet. Der Einfluss von Legierungselementen wie Kohlenstoff, Chrom oder Molybdän ist hier ebenso deutlich zu erkennen wie jener von Ausscheidungen, im speziellen von Aluminiumnitrid. Schließlich wird auch die Austenitumwandlung im Zuge der Abkühlung untersucht und die bestimmten Umwandlungstemperaturen mit den Ergebnissen von Dilatometermessungen und Modellberechnungen verglichen. Die Methodik erweist sich als sensitiv gegenüber dem Einfluss der Austenitisierungstemperatur, der Haltedauer und der Kühlrate. Die Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Dilatometermessungen ist ausgezeichnet. Die HT-LSCM erweist sich als effiziente und präzise Methode zur Untersuchung von Kornwachstum und Phasenumwandlungen in Stählen bei hohen Temperaturen, die erarbeitete Methodik wird in Zukunft als standardisiertes Messverfahren verwendet.
Titel in ÜbersetzungIn-situ observation of austenite grain growth and phase transformations in steels by means of High-temperature Laser Scanning Confocal Microscopy
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Krobath, Roman, Mitbetreuer (intern)
  • Bernhard, Christian, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung21 Okt. 2016
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2016

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Hochtemperatur-Laser-Scanning-Konfokal-Mikroskopie
  • Austenitkornwachstum
  • Phasenumwandlungen
  • in-situ
  • HT-LSCM

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