TY - THES

T1 - Hochauflösende Untersuchung der Nb-Löslichkeit in mikrolegierten Stählen

AU - Luger, Thomas

N1 - gesperrt bis 18-06-2029

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Das Mikrolegierungselement Nb spielt bei der Herstellung hochfester niedriglegierter Stähle eine wichtige Rolle, da es die Kornfeinung während des thermomechanischen Herstellungsprozesses durch Ausscheidung feiner Karbide oder Karbonitride maßgeblich beeinflusst. In dieser Arbeit wird daher das Löslichkeitsverhalten von Nb in Abhängigkeit von der Austenitisierungstemperatur zweier mikrolegierter Nb-Ti-Stähle mit Hilfe der Atomsondentomographie untersucht. Zusätzlich werden verschiedene Gefügemerkmale mit unterschiedlichen Ätzverfahren mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie analysiert. Die Ergebnisse der metallographischen Charakterisierung der mit Nital geätzten Schliffe ergaben, dass im Ausgangszustand ein ferritisch-perlitisches Gefüge vorliegt und keine Unterschiede in den Phasenanteilen und Korngröße zwischen den Legierungen messbar ist. Nach den Wärmebehandlungen liegt überwiegend ein bainitisches Gefüge mit geringem Ferritanteil vor. Die mit einem auf Pikrinsäure basierendem Ätzmittel geätzten Schliffe belegen die erwartete Zunahme der Austenitkorngröße mit steigender Austenitisierungstemperatur. Atomsonden-Messungen zeigen, dass mit steigender Austenitisierungstemperatur mehr Nb gelöst werden kann, wobei die Löslichkeit ab 950°C deutlich zunimmt und sich bei hohen Austenitisierungstemperaturen von 1150°C und darüber einem Plateau nähert. Bei Austenitisierungstemperaturen von 950 und 1050°C ist kein Einfluss des Ti/N-Verhältnisses auf die Nb-Löslichkeit festzustellen. Der Vergleich der gemessenen Ergebnisse mit dem theoretischen Löslichkeitsprodukt nach Irvine zeigt zunehmende Abweichungen bei Austenitisierungstemperaturen oberhalb von 950°C, die dadurch erklärt werden können, dass dieses Modell weder das Vorhandensein von komplexen (Nb,Ti)(C,N)-Ausscheidungen noch die Größe oder Verteilung der Ausscheidungen berücksichtigt.

AB - Das Mikrolegierungselement Nb spielt bei der Herstellung hochfester niedriglegierter Stähle eine wichtige Rolle, da es die Kornfeinung während des thermomechanischen Herstellungsprozesses durch Ausscheidung feiner Karbide oder Karbonitride maßgeblich beeinflusst. In dieser Arbeit wird daher das Löslichkeitsverhalten von Nb in Abhängigkeit von der Austenitisierungstemperatur zweier mikrolegierter Nb-Ti-Stähle mit Hilfe der Atomsondentomographie untersucht. Zusätzlich werden verschiedene Gefügemerkmale mit unterschiedlichen Ätzverfahren mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie analysiert. Die Ergebnisse der metallographischen Charakterisierung der mit Nital geätzten Schliffe ergaben, dass im Ausgangszustand ein ferritisch-perlitisches Gefüge vorliegt und keine Unterschiede in den Phasenanteilen und Korngröße zwischen den Legierungen messbar ist. Nach den Wärmebehandlungen liegt überwiegend ein bainitisches Gefüge mit geringem Ferritanteil vor. Die mit einem auf Pikrinsäure basierendem Ätzmittel geätzten Schliffe belegen die erwartete Zunahme der Austenitkorngröße mit steigender Austenitisierungstemperatur. Atomsonden-Messungen zeigen, dass mit steigender Austenitisierungstemperatur mehr Nb gelöst werden kann, wobei die Löslichkeit ab 950°C deutlich zunimmt und sich bei hohen Austenitisierungstemperaturen von 1150°C und darüber einem Plateau nähert. Bei Austenitisierungstemperaturen von 950 und 1050°C ist kein Einfluss des Ti/N-Verhältnisses auf die Nb-Löslichkeit festzustellen. Der Vergleich der gemessenen Ergebnisse mit dem theoretischen Löslichkeitsprodukt nach Irvine zeigt zunehmende Abweichungen bei Austenitisierungstemperaturen oberhalb von 950°C, die dadurch erklärt werden können, dass dieses Modell weder das Vorhandensein von komplexen (Nb,Ti)(C,N)-Ausscheidungen noch die Größe oder Verteilung der Ausscheidungen berücksichtigt.

KW - HSLA-Stahl

KW - Atomsondentomographie

KW - Nb-Löslichkeit

KW - Ti/N-Verhältnis

KW - Metallographie

KW - Nb-Ti mikrolegierter Stahl

KW - HSLA Steel

KW - Atom Probe Tomography

KW - Nb-Solubility

KW - Ti/N-Ratio

KW - Metallography

KW - Nb-Ti Microalloyed Steel

M3 - Masterarbeit

ER -