Entwicklung neuer Legierungskonzepte für höchstfeste TRIP-Stähle mit nicht ferritischer Matrix und reduziertem Siliziumgehalt:
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2012
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS IV
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS V
ABBILDUNGSVERZEICHNIS VI
TABELLENVERZEICHNIS X
1 EINLEITUNG 1
1.1 HOECHSTFESTE STAHLFEINBLECHE 1
1.2 ZIEL DIESER ARBEIT 2
2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 3
2.1 TRIP-EFFEKT UND RESTAUSTENITSTABILITAET 3
2.2 ARTEN VON TRIP-STAEHLEN 5
2.2.1 TPF-STAEHLE: MATRIX AUS POLYGONALEM FERRIT 6
2.2.2 TAM-STAEHLE: MATRIX AUS ANGELASSENEM MARTENSIT 8
2.2.3 TBF-STAEHLE: MATRIX AUS BAINITISCHEM FERRIT 8
2.2.3 TMF-STAEHLE: MATRIX AUS MARTENSIT 9
2.3 ISOTHERME BAINITUMWANDLUNG 13
2.3.1 THEORIEN DER BAINITBILDUNG 13
2.3.2 THERMODYNAMISCHE GRENZEN DER DISPLAZIVEN BAINITBILDUNG: DAS
TO-KONZEPT 15 2.3.3 MOEGLICHKEITEN ZUR UNTERDRUECKUNG DER KARBIDBILDUNG 17
3 EXPERIMENTELLES 20
3.1 HERSTELLUNG DER VERSUCHSLEGIERUNGEN 20
3.2 GLUEHSIMULATION 21
3.3 GEFUGECHARAKTERISIERUNG 22
3.3.1 LICHTMIKROSKOPIE 22
3.3.2 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE UND TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE
23 3.3.3 RESTAUSTENITMESSUNG . .24
3.4 DILATOMETRIE 26
3.5 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 28
3.5.1 ZUGVERSUCH 28
3.5.2 RECKVERSUCH 29
3.4.3 HOLE-EXPANDING-TEST (HET) 29
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
4 ERGEBNISSE 31
4.1 THERMODYNAMISCHE BERECHNUNGEN 31
4.1.1 EINFLUSS VON MANGAN IN EINER TPF-LEGIERUNG 31
4.1.2 EINFLUSS VON SILIZIUM IN EINER TBF-LEGIERUNG 32
4.1.3 EINFLUSS VON ALUMINIUM IN EINER TBF-LEGIERUNG 33
4.1.4 EINFLUSS VON CHROM IN EINER TBF-LEGIERUNG 34
4.1.5 THERMODYNAMISCHE BERECHNUNGEN VON KLEINTECHNISCH HERGESTELLTEN
LEGIERUNGEN 34
4.2 UNTERSUCHUNG ALTERNATIVER TPF-LEGIERUNGEN 37
4.2.1 ISOTHERMES UMWANDLUNGSVERHALTEN VON SI/CR- UND AL/CR-VARIANTEN 37
4.2.2 GEFUEGE UND MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER SI/CR- UND
AL/CR-VARIANTEN 39
4.3 UNTERSUCHUNG VON TRIP-STAEHLEN MIT NICHT POLYGONAL FERRITISCHER
MATRIX 44 4.3.1 KONTINUIERLICHES UMWANDLUNGSVERHALTEN
VOLLAUSTENITISIERTER PROBEN 44 4.3.2 ISOTHERME PHASENUMWANDLUNG IM
BAINITBEREICH 46
4.4 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON TRIP-STAEHLEN MIT BAINITISCHER MATRIX
60 4.4.1 METALLOGRAPHIE 60
4.4.2 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER LEGIERUNGEN SI5 UND SI2 66
4.4.3 HALTETEMPERATUR UND MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER LEGIERUNG SI5 69
4.4.4 SI-/AL-LEGIERUNGSKONZEPTE 72
4.4.5 SI-/CR-LEGIERUNGSKONZEPTE 74
4.4.6 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER LEGIERUNGSKONZEPTE IM VERGLEICH 78
4.5 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON TRIP-STAEHLEN MIT 89
MARTENSITISCHER MATRIX 89
4.5.1 TMF-STAEHLE MIT EINSTUFIGER Q&P-WAERMEBEHANDLUNG 89
4.5.2 TMF-STAEHLE MIT ZWEISTUFIGER Q&P-WAERMEBEHANDLUNG 91
4.6 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER RESTAUSTENITSTABILITAET 93
5 DISKUSSION 96
5.1 ISOTHERME BAINITUMWANDLUNG UND KOHLENSTOFFUMVERTEILUNG 96 5.1.1
KARBIDBILDUNG UND RESTAUSTENITGEHALT 96
5.1.2 EINFLUSS DER LEGIERUNGSELEMENTE AUF DIE BAINITISCHE UMWANDLUNG 99
5.2 EINFLUSS DER BAINITMORPHOLOGIE AUF DIE MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN
104 5.2.1 DIE LEGIERUNGEN SI2 UND SI5 IM VERGLEICH 104
5.2.2 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN IM UEBERGANGSBEREICH VON UNTEREM ZU
OBEREM BAINIT AM BEISPIEL DER LEGIERUNG SI5 108
5.2.3 BERECHNUNG DER FESTIGKEIT FUER UNTERSCHIEDLICHE HALTETEMPERATUREN
AM BEISPIEL DER LEGIERUNG SI5 109
5.2.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON SI-/AL-/CR- LEGIERUNGSKONZEPTEN VON
TBFSTAEHLEN 112
5.3 EIN- UND ZWEISTUFIG GEGLUEHTE TMF-STAEHLE 114
5.3.1 EINSTUFIG GEGLUEHTE TMF-STAEHLE 114
5.3.2 ZWEISTUFIG GEGLUEHTE TMF-STAEHLE 116
II
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
5.4 HERSTELLUNG UND EINSATZMOEGLICHKEIT VON TPF-, TBF- UND TMF-STAEHLEN IM
VERGLEICH 118
5.4.1 TPF-STAEHLE 118
5.4.2 TBF-STAEHLE 118
5.4.3 TMF-STAEHLE 121
6 ZUSAMMENFASSUNG 124
LITERATURVERZEICHNIS 129
III
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