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Mechanische Eigenschaften C2
Ergebnisse 2.Phase
JeeHyun Kang, Tobias Ingendahl,
Julia Daamen, Wolfgang Bleck
Institut für Eisenhüttenkunde
Motivation Methoden
Globales Verhalten
Ziele
• Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften
• Entwicklung und Anwendung neuer Charakterisierungsmethoden
• Modellierung und Interpretation der mechanischen Eigenschaften
Fragestellungen
• Was zeichnet das mechanische Verhalten von HMnS gegenüber
anderen kommerziellen Stählen aus?
• Was bedingt die herausragenden Eigenschaften von HMnS?
• Welche Materialparameter steuern die mechanischen Eigenschaften?
• Gibt esweitere Einflussgrößen als die Stapelfehlerenergie?
• Wie kann short-range ordering quantifiziert werden?
Impact
Zuversuch
• Verschiedene Paramerkombinationen (Temperatur, Dehnrate)
• Infrarotthermographie (lokale Temperaturbestimmung)
• Digital image correlation (lokale Dehnungsmessung)
• Vergleich unterschiedlicher Prüfbedingungen aber gleicher SFE
Mehrachsige Prüfung (Nakajima Test)
• Bestimmung von Grenzformänderungskurven nach neuer
zeitabhängiger Methode.
Quantifizierung von short-range ordering
• Verteilungsfunktion von C-haltigen Oktaederzellen basierend auf
ab initio Berechnungen.
Lokales Verhalten Short-range ordering (SRO)
èSFE steuert das Verfestigungsverhalten
èSRO spielt ebenfalls eine wichtige Rolle
è SRO erklärt Misch-
kristallverfestigung.
èSRO tritt aufgrund unterschieldicher Energie-
zustände von Oktaederkonfigurationen auf.
èSRO wird durch die Legierungszusammensetzung
und Temperatur beeinflusst.
Mehrachsiges Verhalten
3b
EEM
SROrandom
SRO
-=s
s y(in MPa)= const +11.3d-1/2+sSRO
èHMnS zeigen geringere Temperatur-
empfindlichkeit gegenüber kommer-
ziellen austenitischen Stählen
è Das konventionelle Linienschnittverfahren
ist ist zur Bestimmung von Grenzform-
änderungskurven von HMnS ungeeignet.
è Die neue zeitabhängige Methode kann
erfolgreich angewendet werden.
Auswirkung auf andere TP
↔ A1: Ergebnisse von ab initio Berechnungen werden
verwendet, um den Grad an SRO zu quantifizieren, welcher
direkt mit der Streckgrenze des Materials korreliert.
↔ A5: Berechnete Stapelfehlerenergien werden verwendet, um
ihren Effekt auf die Materialeigenschaften zu charakterisieren.
↔ B2/B4/B6: Unterschiedlliche Materialien und Zustände werden
untersucht und die mechanischen Eigenschaften
bereitgestellt.
Wissenschaftliche Auswirkungen
• Besonderheiten von HMnS verglichen mit anderen Stählen werden identifiziert.
• Effektive Methoden zur mechanischen Charakterisierung von HMnS werden
dargelegt.
• Short-range-ordering wird quantifiziert und stellt sich als weiterer
Einflussparameter für die mechanischen Eigenschaften heraus.
Wichtige Veröffentlichungen • J.-H. Kang; T. Ingendahl; J. von Appen; R. Dronskowski; W. Bleck: Mat. Sci. Eng. A, 2014,
614, pp. 122-128.
• W. Song; T. Ingendahl; W. Bleck: Acta Metall. Sinica (Eng. Lett.), 2014, 27, pp. 546-556.
• T. Das; R. Saha; S. Bera; K. Dahmen; M. Ghosh; A. Halder; W. Bleck; S.G. Chowdhury:
Mater. Trans. A, akzeptiert, 2014.
Adiabatische Bedingungen Effekt von Stapelfehlerenergie (SFE) und
short-range ordering (SRO)
è Temperatur steigt bis auf ~100 ºC im Schnell-
zerreißversuch
è Wärmeübergangskoeffizient (β) ändert sich
dynamisch in Abhängigkeit der Dehnung
èLokale Messung zeigt größere Spannungs-
überhöhungen.
èDeformation ist in Verformungsbändern
konzentriert, die durch digital image
correlation sichtbar gemacht werden.
èLokale Dehnrate und Temperaturerhöhung
korrelieren mit den Verformungsbändern.
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