The effect of cryogenic conditions during mechanical alloying on an oxide dispersion strengthened steel

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

  • Florian Kusztrits

Organisationseinheiten

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit war den Einfluss von kryogenen Mahlbedingungen auf einen mittels mechanischen Legierens hergestellten oxidpartikelverstärkten Stahl aufzuzeigen. Die kryogenen Mahlbedingungen wurden mittels indirekter Kühlung der Mahlbehälter erzeugt. Es wird vermutet, dass kryogene Temperaturen die Anzahl der erzeugten Kristalldefekte steigert und dadurch die Auflösung von thermodynamisch nicht ineinander löslichen Elementen in einen übersättigten Zustand begünstigt. Dies führt zu einer höheren Dichte von ausgeschiedenen Oxiden und dadurch zu verbesserten mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen im konsolidierten Zustand. Um die Effekte des kryogenen Mahlens aufzuzeigen wurden vier Pulvermaterialien erzeugt und untersucht. Die Grundlage bildete ein hochlegierter Stahl im ungemahlenen und bei Raumtemperatur gemahlenen Zustand. Zusätzlich wurden zwei Pulvermischungen mit 0,5 m.% Y2O3 versetzt und sowohl bei Raumtemperatur, als auch kryogenen Temperaturen gemahlen. Um die Anlassbeständigkeit der vier erzeugten Materialien zu bestimmen wurden die Pulver verdichtet und anschließend wärmebehandelt. Eine Härteprüfung bei verschiedenen Temperaturen zeigte einen allgemeinen Anstieg der Härte durch den Mahlprozess und eine Verschiebung des Härteabfalles zu höheren Temperaturen bei den verstärkten Materialien. Das kryogen gemahlene Material wies eine gesteigerte Anlassbeständigkeit im Vergleich zu dem bei Raumtemperatur gemahlenen Material auf. Um Information über die Einbringung von Fremdatomen, Morphologie der Pulver und Mikrostruktur zu erhalten, wurden chemische Analysen, Rasterelektronenmikroskopie, sowie Röntgenbeugungsversuche durchgeführt. In weiterer Folge wurden licht- und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen und Elektronenrückstreubeugungsversuche durchgeführt, um die Mikrostruktur der konsolidierten Zustände zu analysieren. Die Gesamtheit der Untersuchung lässt darauf schließen, dass ein erhöhter Anteil von gelösten interstitiellen Fremdatomen und Karbonitriden, sowieso eine feinere Verteilung von eingebrachten Yttriumoxidpartikeln für eine Steigerung der Härte und Anlassbeständigkeit des kryogen gemahlenen Materials verantwortlich sind.

Details

Titel in ÜbersetzungEinfluss von kryogenen Mahlbedingungen beim mechanischen Legieren eines oxidpartikelverstärkten Stahles
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung14 Dez. 2018
StatusVeröffentlicht - 2018