Processing-structure-properties relationships of PH 13-8 Mo maraging steels

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Organisationseinheiten

Abstract

PH 13-8 Mo Maragingstähle sind Strukturwerkstoffe, die aufgrund ihres guten Festigkeits- und Zähigkeitsverhältnis sowie ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit intensiv in der Luft- und Raumfahrtindustrie für sicherheitskritische Bauteile eingesetzt werden. Die Mikrostruktur dieser Legierungen besteht hauptsächlich aus einem Fe-Ni Lattenmartensit, in dem sich sowohl rückumgewandelter Austenit als auch intermetallische NiAl Ausscheidungen während der Auslagerung bilden. Aufgrund der komplexen Mikrostruktur der PH 13-8 Mo Maragingstähle stellen sich viele Fragen hinsichtlich des Einflusses des Herstellungsprozess, i.e., Wärmebehandlung und Warmumformung, auf die Mikrostruktur. Darüber hinaus ist das Wissen über die Auswirkungen anderer Gefügebestandteile wie Delta-Ferrit auf die mechanischen Eigenschaften unzureichend, wodurch weitere Untersuchungen notwendig sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, die Zusammenhänge zwischen dem Herstellungsverfahren und der Mikrostruktur sowie zwischen der Mikrostruktur und den mechanischen Eigenschaften mittels neuartigen Charakterisierungsmethoden näher zu beleuchten. Aus den Ergebnissen sollen Prozessstrategien zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen abgeleitet werden. Aufmerksamkeit wurde auf Delta-Ferrit und dessen Einfluss auf die Zähigkeit gerichtet. Eine Erhöhung des Anteils dieser Phase führte zu einem drastischen Abfall der Kerbschlagzähigkeit. Bei der Untersuchung der Mikrostruktur wurde herausgefunden, dass die Versprödung durch Risse verursacht wird, die von Delta-Ferrit ausgehen. Durch skalenübergreifende in-situ Methoden konnte das Auftreten vom austenite memory effect sowie von Rekristallisation ohne vorherige Kaltverformung in PH 13-8 Mo Maragingstählen nachgewiesen werden. Der letztgenannte Effekt führt zu einer deutlichen Verfeinerung des Gefüges, welche sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Es wurde festgestellt, dass eine weitere Verfeinerung durch Ausforming erreicht werden kann. Untersuchungen zur Auswirkung von Ausforming auf die Mikrostrukturentwicklung während einer nachfolgenden Auslagerung ergaben außerdem, dass durch dieses thermomechanische Verfahren feinere Ausscheidungen und damit höhere Härten erreicht werden können. Ein großer Teil der Untersuchungen war dem interkritischen Glühen vor der Auslagerung gewidmet. Durch gezielte Analyse der Mikrostruktur mittels Atomsondentomographie und Transmissionselektronenmikroskopie wurde gezeigt, dass durch diesen Glühschritt mit Ni angereicherte Zonen entstehen, welche die Bildung von rückumgewandeltem Austenit während der anschließenden Auslagerung fördern. In in-situ high-energy X-ray diffraction Zugversuchen wurde zudem festgestellt, dass diese Phase eine hohe mechanische Stabilität aufweist.

Details

Titel in ÜbersetzungProzess-Struktur-Eigenschaften-Beziehungen von PH 13-8 Mo Maraging Stählen
OriginalspracheEnglisch
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 1800