Anfangsverformungs- und Alterungsverhalten von Dual-Phasen Stahl

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Kapitel 6 Zusammenfassung Das Anfangsverformungsverhalten von Dual-Phasen Stählen ist entscheidend von der Austenit-Martensit Phasenumwandlung während des schnellen Abkühlens nach der interkritischen Glühung beeinflusst. Die Abhängigkeit der Streckgrenze vom Martensitgehalt, der kontinuierliche Fließbeginn und das Verfestigungsverhalten zu Beginn der plastischen Verformung lassen sich nur mit den Auswirkungen der Phasenumwandlung erklären. Die hohen Verfestigungsrate im weiteren Verlauf der plastischen Verformung ist dagegen nicht direkte Folge der Phasenumwandlung; das Verhalten bei plastischen Dehnungen über 0,2% wird durch das klassische Modell der geometrisch notwendigen Versetzungen gut beschrieben. Unmittelbar nach dem Herstellen weist Dual-Phasen Stahl eine niedrigere Anfangssteifigkeit als sein E-Modul auf. Dies beruht auf lokalen Eigenspannungszuständen in Verbindung mit freien mobilen Versetzungen ( free mobile dislocations“) im Ferrit in der Nähe ” der Martensit-Inklusionen. Die Eigenspannungszustände und die Versetzungen entstehen aufgrund der Volumenzunahme der Inklusionen bei der Phasenumwandlung, die Eigenspannungen können dabei die Fließgrenze des Ferrits erreichen. Je nach Richtung und Lage der Eigenspannungen relativ zu den Inklusionen und der globalen Belastung verformt sich die Ferrit-Matrix in manchen Bereichen unmittelbar bei Belastungsbeginn plastisch. Dadurch wird die Gesamtsteifigkeit des Materials herabgesetzt, der Verbund hat eine niedrigere Anfangssteifigkeit. Innerhalb von Tagen nach dem Herstellen kommt es bei Raumtemperatur durch Kohlenstoffdiffusion zu einem Abbau der lokalen Eigenspannungen und zu einem Festsetzen der freien Versetzungen. Nach einigen Tagen Lagerung hat der Dual-Phasen Stahl im Zugversuch eine Anfangssteifigkeit gleich seinem E-Modul. Die lineare Zunahme der 0,2%-Dehngrenze mit dem Martensitgehalt ist Folge der plastischen Verformung und der damit einhergehenden Verfestigung der Matrix aufgrund des Volumensprungs der Austenit-Martensit-Inklusionen bei der Phasenumwandlung während der Abkühlung. Es bildet sich ein Skelett aus verformungsverfestigtem Ferrit zwischen den Martensit-Körnern. Die Streckgrenze des Verbundmaterials ist höher als die des unverformten Ferrits. Da das Ausmaß der Verformungsverfestigung von dem Volumenanteil der 85
Inklusionen abhängt, steigt die Streckgrenze des Dual-Phasen Stahles mit dem Martensitgehalt. Aufgrund des sehr inhomogenen Vordehnungszustands im Ferrit bildet sich je nach Legierung auch nach einer thermischen Behandlung (170 ◦ C, 20 min.) keine ausgeprägte Streckgrenze aus. 86
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Lehrstuhl für Werkstoffkunde und W
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Vorwort Diese Arbeit entstand im La
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4.1.1 Schraubenversetzung . . . . .
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Festigkeit aufgrund des Zusammenspi
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Dazu werden an verschiedenen Dual-P
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Kaltgewalzter ferritisch-perlitisch
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In Bild 2.3 sind die Spannungs-Dehn
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neue Schätzwerte a i berechnet. Ei
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Die Proben wurden bei Raumtemperatu
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Bild 2.8: TEM-Aufnahme eines Dual-P
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Bild 2.10: Beim Eindrücken der Dia
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(a) (b) Bild 2.12: Liegt unter eine
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300 280 Ferrit-Harte [MPa] 260 240
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3.1 Geometrische Modellierung Das Z
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Bild 3.2: Schematische Darstellung
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In dieser Arbeit wird die zweite M
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hen verschiedene Möglichkeiten: Au
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2 1 3 Bild 3.7: FE-Vernetzung eines
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