TY - THES

T1 - Charakterisierung und Studie der Umformbarkeit einer biokompatiblen Kobalt-Chrom-Legierung

AU - Schütz, Angelika Sybille

N1 - gesperrt bis null

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - In dieser Diplomarbeit wurde das Umformverhalten einer gegossenen Kobalt-Chrom-Legierung mit der chemischen Zusammensetzung Co-24Cr-8W-3Mo (in m.%) sowie einer geschmiedeten Co-28Cr-6Mo Legierung bei Hochtemperaturverformung charakterisiert. Der Einfluss von Umformtemperatur und Dehnrate auf das Fließverhalten wurde untersucht. Für die Untersuchung der Kornfeinung wurden einstufige isotherme Umformversuche an einem Umformdilatometer durchgeführt. Die Verformungsexperimente wurden in einem Temperaturbereich von 1150°C bis 1200°C mit Dehnraten von 0,01 s-1, 0,05 s-1, 1 s-1 und 10 s-1 bis zu einer wahren Dehnung von 0.98 durchgeführt. Während der Hochtemperaturverformung wurde bei beiden Legierungen dynamische Rekristallisation festgestellt. Des Weitern wurde ein starker Einfluss der Ausgangskorngröße auf die Strukturentwicklung beobachtet. Es ist aus dem Vergleich der Fließkurven zu erkennen, dass in der Co-Cr-W-Legierung aufgrund der gröberen Ausgangsstruktur die Rekristallisation erst bei vergleichsweise höherer plastischer Verformung einsetzt. Das Fließverhalten der Co-Cr-W-Legierung wurde mithilfe einer Konstitutivanalyse, welche auf einem Arrhenius-Ansatz aufgebaut ist, untersucht. Die berechnete Aktivierungsenergie bei der maximalen Fließspannung beträgt ca. 425 kJ/mol. Um die dynamischen Effekte zu charakterisieren, wurden neben den Umformversuchen auch umfangreiche Untersuchungen mittels Lichtmikroskop, Rasterelektronenmikroskop, Elektronenrückstreubeugung und Härtemessungen durchgeführt.

AB - In dieser Diplomarbeit wurde das Umformverhalten einer gegossenen Kobalt-Chrom-Legierung mit der chemischen Zusammensetzung Co-24Cr-8W-3Mo (in m.%) sowie einer geschmiedeten Co-28Cr-6Mo Legierung bei Hochtemperaturverformung charakterisiert. Der Einfluss von Umformtemperatur und Dehnrate auf das Fließverhalten wurde untersucht. Für die Untersuchung der Kornfeinung wurden einstufige isotherme Umformversuche an einem Umformdilatometer durchgeführt. Die Verformungsexperimente wurden in einem Temperaturbereich von 1150°C bis 1200°C mit Dehnraten von 0,01 s-1, 0,05 s-1, 1 s-1 und 10 s-1 bis zu einer wahren Dehnung von 0.98 durchgeführt. Während der Hochtemperaturverformung wurde bei beiden Legierungen dynamische Rekristallisation festgestellt. Des Weitern wurde ein starker Einfluss der Ausgangskorngröße auf die Strukturentwicklung beobachtet. Es ist aus dem Vergleich der Fließkurven zu erkennen, dass in der Co-Cr-W-Legierung aufgrund der gröberen Ausgangsstruktur die Rekristallisation erst bei vergleichsweise höherer plastischer Verformung einsetzt. Das Fließverhalten der Co-Cr-W-Legierung wurde mithilfe einer Konstitutivanalyse, welche auf einem Arrhenius-Ansatz aufgebaut ist, untersucht. Die berechnete Aktivierungsenergie bei der maximalen Fließspannung beträgt ca. 425 kJ/mol. Um die dynamischen Effekte zu charakterisieren, wurden neben den Umformversuchen auch umfangreiche Untersuchungen mittels Lichtmikroskop, Rasterelektronenmikroskop, Elektronenrückstreubeugung und Härtemessungen durchgeführt.

KW - Kobalt-Chrom-Legierung

KW - Implantatlegierung

KW - Hochtemperaturumformung

KW - Fließkurve

KW - dynamische Rekristallisation

KW - Gefügecharakterisierung

KW - Cobalt-Chromium alloy

KW - implant alloy

KW - high temperature deformation

KW - flow curve

KW - dynamic recrystallization

KW - microstructure characterization

M3 - Diplomarbeit

ER -