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.