Anfangsverformungs- und Alterungsverhalten von Dual-Phasen Stahl
Anfangsverformungs- und Alterungsverhalten von Dual-Phasen Stahl
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die Rechnung nicht. Aus diesen Gründen wurde in dieser Arbeit mit Finiten Elementen gerechnet.<br />
Auch Monte-Carlo-Simulationen mit einer diskreten Modellierung des Eisen-Gitters<br />
<strong>und</strong> den darin eingelagerten Kohlenstoffatomen können zur Lösung des Problems verwendet<br />
werden [24, 94, 95, 96]. Hier bleibt allerdings der Nachteil des wesentlich höheren Rechenaufwandes<br />
für den dargestellten Gitterausschnitt. Die zitierten Rechnungen verwenden den<br />
Ansatz <strong>von</strong> Cottrell <strong>und</strong> Bilby, wodurch ein geringerer Rechenaufwand entsteht, allerdings<br />
sind die Ergebnisse mit den oben aufgeführten Schwächen der zugr<strong>und</strong>e gelegten Theorie<br />
behaftet.<br />
5.3 Schlussfolgerungen<br />
In dieser Arbeit wird der Frage nach den Gründen für die verschiedenen Besonderheiten der<br />
mechanischen Eigenschaften <strong>von</strong> <strong>Dual</strong>-<strong>Phasen</strong> <strong>Stahl</strong> wie niedrigere Anfangssteifigkeit, kontinuierliche<br />
Streckgrenze <strong>und</strong> Abhängigkeit der Höhe der Streckgrenze vom Martensitgehalt<br />
mit verschiedenen Methoden nachgegangen. Die Antwort ergibt sich aus einer Kombination<br />
der Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungen.<br />
Anfangssteifigkeit<br />
An wenige St<strong>und</strong>en alten, im Labor hergestellten Proben wird im Zugversuch eine niedrigere<br />
Anfangssteifigkeit gemessen. Dabei bedeutet eine niedrigere Anfangsteifigkeit, dass der<br />
Verb<strong>und</strong> bei der ersten Belastung eine Steifigkeit geringer als sein E-Modul aufweist. Wird<br />
<strong>Dual</strong>-<strong>Phasen</strong> <strong>Stahl</strong> vorgedehnt, so hat er bei sofortiger Wiederbelastung auch eine niedrigere<br />
Anfangssteifigkeit, diese ist allerdings höher als die kurz nach dem Herstellen gemessene.<br />
Die niedrigere Steifigkeit bei Wiederbelastung wird auch bei einphasigen Stählen festgestellt<br />
[11] <strong>und</strong> wird üblicherweise auf das Ausbauchen <strong>von</strong> Versetzungen zurückgeführt [59].<br />
Zugversuche an Proben, die einige Tage bei Raumtemperatur gelagert werden, ergeben eine<br />
Anfangssteifigkeit gleich dem E-Modul <strong>von</strong> <strong>Dual</strong>-<strong>Phasen</strong> <strong>Stahl</strong> (≈200000MN/m 2 ). Nur<br />
wenn in der thermo-mechanischen Simulation die Austenit-Martensit <strong>Phasen</strong>umwandlung<br />
der Inklusionen während der Herstellung berücksichtigt wird, zeigt sich, dass auch die Einheitszellen<br />
bei der ersten Belastung eine niedrigere Anfangssteifigkeit aufweisen. Durch die<br />
Volumenausdehnung der Inklusionen während der <strong>Phasen</strong>umwandlung entstehen Eigenspannungen,<br />
je nach Richtung <strong>und</strong> Lage der Eigenspannungen relativ zu den Inklusionen <strong>und</strong> der<br />
globalen Belastung verformt sich dort das Material unmittelbar bei Belastungsbeginn plastisch.<br />
Dadurch wird die Gesamtsteifigkeit des Materials herabgesetzt, es kommt zu einer<br />
niedrigeren Anfangssteifigkeit des Verb<strong>und</strong>es. Die im Experiment gegenüber den vorgedehnten<br />
Proben niedrigere Anfangssteifigkeit lässt darauf schließen, dass nicht nur freie (nicht<br />
durch Kohlenstoff festgesetzte) Versetzungen im Experiment für diesen Effekt verantwortlich<br />
sind, sondern auch die in der Simulation berechneten Eigenspannungen. Da bereits bei 5 %<br />
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