Development of a predictive simulation setup for the influence of thermo-mechanical processing on the niobium carbide distribution in PH15-5 steel

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Diese Arbeit zielt darauf ab, einen prädiktiven Simulationsaufbau in MatCalc zu entwickeln, um verschiedene thermomechanische Behandlungen (TMT) der gesamten Verarbeitungsroute zu reproduzieren und kritische Verarbeitungsschritte für die Bildung von grobem Niobkarbid (NbC) mit einer Größe von 1 µm und mehr zu bestimmen, da diese die Tieftemperatur-Bruchzähigkeit verringern. Daher wird die Ausscheidung von Niobkarbid in einem PH15-5-Stahl experimentell und theoretisch untersucht, wobei ein Rasterelektronenmikroskop (REM) mit einer Auflösungsgrenze von 190 nm und die thermokinetische Software MatCalc verwendet werden. Die TMT wurden in der Gleeble 3800-GTC bei 1100 °C und 1180 °C durchgeführt, wobei eine Vergröberung bzw. Auflösung beobachtet wurde. Die relative Abweichung der experimentellen Daten aufgrund von Seigerungen betrug 15 % für den Flächenanteil, 19 % für die Anzahl und 1 % für den mittleren Durchmesser von NbC. Der gemessene Flächenanteil von NbC betrug ein Zehntel des von MatCalc vorhergesagten Gleichgewichts-Phasenanteils. Folglich gibt es entweder einen signifikanten Feinphasenanteil unterhalb der Auflösungsgrenze und/oder einen Grobphasenanteil mit schlechter Statistik. Die maximal erreichbare Größe von NbC durch Sekundärausscheidungen wurde mit 550 nm ermittelt, was deutlich unter dem maximalen Durchmesser von experimentell ermitteltem NbC liegt, so dass davon ausgegangen wird, dass es sich um primäre Niobkarbide handelt. Primäre Niobkarbide werden daher in der MatCalc-Simulation berücksichtigt. Die beobachteten Trends, Auflösung bei 1180 °C und Vergröberung bei 1100 °C, wurden mit dem entwickelten Simulationsaufbau simuliert.

Details

Titel in ÜbersetzungEntwicklung eines prädiktiven Simulationsaufbaus für den Einfluss der thermomechanischen Bearbeitung auf die Niobkarbidverteilung in PH15-5-Stahl
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung16 Dez. 2022
StatusVeröffentlicht - 2022