TY - THES

T1 - Untersuchung der Abhängigkeit der mikrostrukturellen Eigenschaften beim Umformen eines Vergütungsstahls

AU - Reiß, Leander

N1 - gesperrt bis 05-03-2028

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - In der Luftfahrts- und Motorsportindustrie ist Leichtbau sehr entscheidend. Durch Festigungssteigerung der eingesetzten Materialien ist es möglich, den Querschnitt zu verringern, dadurch das Volumen zu verkleinern und Gewicht einzusparen. Ein solcher Mechanismus, welcher die Festigkeit erhöht, ist die Kornfeinung. Diese kann zusätzlich zu einer Erhöhung der Duktilität führen. Ziel dieser Arbeit ist es, die mikrostrukturellen Änderungen vom Vergütungsstahl 300M (Bezeichnung nach EN 10027-2: 1.6928) nach dem Umformen aber auch ohne Umformung vorherzusagen. Durch Versuche auf der Servotest-Versuchsanlage wurden Fließkurven bei Temperaturen zwischen 950 °C und 1200 °C aufgenommen. Die Dehnrate wurde dabei zwischen 1/s und 50/s variiert. Die Auswertung der Fließkurven zeigt die kritische Spannung bzw. kritische Dehnung, welche den Startpunkt der dynamischen Rekristallisation angeben. Durch den Vergleich der mitgeloggten Versuchsdaten mit den simulierten Daten aus der Software DEFORM® konnte die gute Qualität der Fließkurven dargestellt werden. Weitere Versuche auf der Servotest-Versuchsanlage, an sogenannten Double Cone Proben konnten zeigen, welchen Einfluss die Initialkorngröße, die Temperatur und die Dehnrate auf die Korngröße nach dem Umformen haben. Durch die ausgewerteten Daten konnte ein Modell entwickelt werden, welches sowohl die Kinetik als auch den Mittelwert des dynamisch rekristallisierten Gefüges vorhersagen kann. Um das Kornwachstumsverhalten ohne Umformung vom Werkstoff 300M zu analysieren, wurden Wärmebehandlungsversuche in einem Linn High Term Laborofen bei Temperaturen zwischen 925 °C und 1250 °C und Zeiten von 5 min bis 135 min durchgeführt. Durch logarithmieren der Korngröße und der Zeit konnten die Modellparameter mittels einer Geradengleichung ermittelt werden. Ein Curve fitting mit der Software Matlab berechnete die Koeffizienten der vorgegebenen Gleichung. Das Ergebnis dieses Versuchs ist ein Modell, welches die Korngröße in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit für den Vergütungsstahl 300M beschreibt.

AB - In der Luftfahrts- und Motorsportindustrie ist Leichtbau sehr entscheidend. Durch Festigungssteigerung der eingesetzten Materialien ist es möglich, den Querschnitt zu verringern, dadurch das Volumen zu verkleinern und Gewicht einzusparen. Ein solcher Mechanismus, welcher die Festigkeit erhöht, ist die Kornfeinung. Diese kann zusätzlich zu einer Erhöhung der Duktilität führen. Ziel dieser Arbeit ist es, die mikrostrukturellen Änderungen vom Vergütungsstahl 300M (Bezeichnung nach EN 10027-2: 1.6928) nach dem Umformen aber auch ohne Umformung vorherzusagen. Durch Versuche auf der Servotest-Versuchsanlage wurden Fließkurven bei Temperaturen zwischen 950 °C und 1200 °C aufgenommen. Die Dehnrate wurde dabei zwischen 1/s und 50/s variiert. Die Auswertung der Fließkurven zeigt die kritische Spannung bzw. kritische Dehnung, welche den Startpunkt der dynamischen Rekristallisation angeben. Durch den Vergleich der mitgeloggten Versuchsdaten mit den simulierten Daten aus der Software DEFORM® konnte die gute Qualität der Fließkurven dargestellt werden. Weitere Versuche auf der Servotest-Versuchsanlage, an sogenannten Double Cone Proben konnten zeigen, welchen Einfluss die Initialkorngröße, die Temperatur und die Dehnrate auf die Korngröße nach dem Umformen haben. Durch die ausgewerteten Daten konnte ein Modell entwickelt werden, welches sowohl die Kinetik als auch den Mittelwert des dynamisch rekristallisierten Gefüges vorhersagen kann. Um das Kornwachstumsverhalten ohne Umformung vom Werkstoff 300M zu analysieren, wurden Wärmebehandlungsversuche in einem Linn High Term Laborofen bei Temperaturen zwischen 925 °C und 1250 °C und Zeiten von 5 min bis 135 min durchgeführt. Durch logarithmieren der Korngröße und der Zeit konnten die Modellparameter mittels einer Geradengleichung ermittelt werden. Ein Curve fitting mit der Software Matlab berechnete die Koeffizienten der vorgegebenen Gleichung. Das Ergebnis dieses Versuchs ist ein Modell, welches die Korngröße in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit für den Vergütungsstahl 300M beschreibt.

KW - 300M

KW - 1.6928

KW - Mikrostruktur

KW - Kornwachstum

KW - Korngröße

KW - dynamische Rekristallisation

KW - Fließkurve

KW - DEFORM

KW - Kornfeinung

KW - 300M

KW - 1.6928

KW - microstructure

KW - grain growth behaviour

KW - dynamic recrystallization

KW - Deform

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.37

DO - 10.34901/mul.pub.2023.37

M3 - Masterarbeit

ER -