Structure-Properties Relationship of a Stainless Maraging Steel

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Organisationseinheiten

Abstract

Maraging-Stähle zeichnen sich durch eine hervorragende Kombination von hoher Festigkeit bei gleichzeitig guter Zähigkeit aus. Die Mikrostruktur von Maraging-Stählen besteht aus einem weichen Ni-Martensit mit hoher Versetzungsdichte, intermetallischen Ausscheidungen und rückumgewandelten Austenit, der während dem Auslagern entsteht. Entwicklung von neuen Materialen mit maßgeschneiderten Eigenschaften erfordert ein umfassendes Verständnis der Mikrostruktur, ihrer Entstehung und ihres Einflusses auf die mechanischen Eigenschaften. Die Kenntnis des individuellen Einflusses der Gefügebestandteile ist von besonderer Bedeutung, um gezielt neue Hochleistungsmaterialien entwickeln zu können. Die Motivation der vorliegenden Arbeit ist daher, umfassendes Verständnis der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Maraging-Stählen zu gewinnen. In einem ersten Schritt war es notwendig, geeignete Methoden zu finden, die eine exakte Charakterisierung der Mikrostruktur ermöglichen. Von besonderer Bedeutung war dabei das Finden eines geeigneten Verfahrens, das eine genaue Bestimmung der ehemaligen Austenitkorngröße zulässt. Dies wurde durch das Auffinden einer chemischen Ätzmethode erreicht, die die Bestimmung der Korngröße im Lichtmikroskop ermöglicht. Die gezielte Charakterisierung der Mikrostruktur ermöglichte im Besonderen ein neues Verständnis für die Entstehung des rückumgewandelten Austenits. Charakterisierungen von Ausscheidungen wurden mittels Atomsonde durchgeführt, um den Einfluss von Legierungselementen auf das Ausscheidungsverhalten von Maraging-Stählen zu bestimmen. Der Einfluss der Gefügebestandteile auf die mechanischen Eigenschaften wurde mithilfe von Zugversuchen und Kerbschlagbiegeversuchen untersucht. Es wurde gezeigt, dass der Anteil des rückumgewandelten Austenits einen wesentlich größeren Einfluss hat als Unterschiede in der ehemaligen Austenitkorngröße. Weiters hat sich gezeigt, dass der Austenit in Maraging-Stählen während der Verformung nicht stabil ist. Dieses Verhalten wurde mithilfe von in-situ Röntgenbeugung mit hochenergetischer Synchrotronstrahlung untersucht. Abschließend wurden, durch Verwendung der experimentell bestimmten mikrostrukturellen Daten, mechanische Eigenschaften in Form der Dehngrenze modelliert. Dabei wurde ein neuer Ansatz verwendet und dieser mit den klassischen Theorien des Schneiden und Umgehens von Ausscheidungen verglichen. Es wurde gezeigt, dass der neue Ansatz, der die Partikelgrößenverteilung berücksichtigt, zu wesentlich verbesserten Vorhersagen führt.

Details

Titel in ÜbersetzungStruktur - Eigenschaftsbeziehungen eines korrosionsbeständigen Maraging-Stahls
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2011