Abstract
„Advanced High Strength Steels“ (AHSS) sind hochentwickelte Werkstoffe, die aufgrund ihres geringen Gewichts und ihres ausgezeichneten Crashverhaltens wachsendes Interesse für Automobilanwendungen auf sich ziehen. Insbesondere die aktuelle Entwicklung der dritten Generation der AHSS bringt eine weitere Verbesserung hinsichtlich einer ausgewogenen Kombination aus Festigkeit und Duktilität mit sich. Unter diesen ist der „Quenching and Partitioning“ (Q&P) Ansatz, bei dem eine hochfeste martensitische Matrix mit einem erhöhten Anteil an metastabilem Restaustenit, welcher eine hohe Verformbarkeit gewährleistet, kombiniert wird, eines der vielversprechendsten Konzepte. Die vorliegende Arbeit soll den Zusammenhang zwischen Prozessparametern, Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften von Q&P Stählen aufzeigen. Da konventionelle Charakterisierungsmethoden zumeist auf die finale Mikrostruktur beschränkt sind, wurden in-situ Experimente unter Verwendung hochenergetischer Röntgenstrahlung angewendet, um eine direkte Untersuchung der während der Wärmebehandlung stattfindenden Prozesse zu gewährleisten. In Kombination mit zusätzlichen hochauflösenden Methoden war es möglich, ein verbessertes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Kohlenstoffumverteilung, Karbidausscheidung und Austenitzerfall während des Q&P Prozesses zu erhalten. Beispielsweise konnte gezeigt werden, dass sich Kohlenstoff bei erhöhten Partitioningtemperaturen sehr schnell im Austenit anreichert. Darüber hinaus konnte der Austenitzerfall aufgrund von Bainitbildung unabhängig von den Partitioningparametern nicht unterdrückt werden, während die Bildung von Karbiden nur in bestimmten Fällen auftrat. Die mechanischen Eigenschaften wurden mittels Zugversuchen ermittelt und die erhaltenen Ergebnisse zeigten eine vielversprechende Kombination aus Festigkeit und Duktilität. Darüber hinaus wurden in-situ Zugversuche durchgeführt, um die Umwandlung von Austenit in Martensit, die allgemein als „TRansformation-Induced Plasticity“ (TRIP)-Effekt bezeichnet wird, während der Verformung zu untersuchen. Auf diese Weise wurde bestätigt, dass metastabiler Austenit mit ausreichender Stabilität über den TRIP-Effekt zu einem verbesserten Verfestigungsverhalten beiträgt. Zusätzlich wurde der Q&P Prozess mit dem „TRIP-aided Bainitic Ferrite“ (TBF) Prozess verglichen, welcher ein weiteres Konzept der dritten Generation von AHSS darstellt, und die wichtigsten Unterschiede wurden aufgezeigt. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass Q&P ein sehr robuster Prozess ist, bei dem die angewendeten Wärmebehandlungsparameter nur einen geringen Einfluss haben. Darüber hinaus deutet die schnelle Umverteilung des Kohlenstoffs auf die Möglichkeit kurzer Prozesszeiten bei der industriellen Umsetzung hin.
Titel in Übersetzung | Mikrostrukturentwicklung während des Q&P Prozesses und Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dr.mont. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2020 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis 17-12-2024Schlagwörter
- Advanced High Strength Steels
- Quenching and Partitioning
- TRIP-Effekt
- Synchrotronstrahlung
- Mechanische Eigenschaften