Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

M18: Hochverformung – NanokristallisierungAbbildung 2:Gegenüberstellung der Mikrostruktur von reinem Eisen (linkes Bild, REM-Aufnahme) und einem austenitischenStahl (rechtes Bild, TEM-Hellfeld-Aufnahme) nach Raumtemperaturverformung auf jeweils 3200 %.Zu beachten ist die unterschiedliche Vergrößerung der Aufnahmen.Bei den Verfahren der Hochverformung a) EqualChannel Angular Extrusion (ECAE), b) High PressureTorsion (HPT), c) Cyclic Channel Die Compression(CCDC), d) Cyclic Extrusion Compression (CEC),e) Continuous Extrusion Forming (CONFORM) undf) Accumulative Roll Bonding (ARB) wird versucht,den Wettbewerb zwischen Verformung und Bruchmöglichst weit zu Gunsten der Verformung zu verschieben.Wichtigster Punkt dabei ist, Zugspannungenzu vermeiden und die Verformung so weit wiemöglich in den „Druckbereich“ zu verschieben. Beiallen Verfahren werden höchste Verformungsgradeerreicht, da prozessbedingt, oder durch spezielleTricks, der Querschnitt des Materials bei der Verarbeitungunverändert bleibt und somit bruchauslösendegeometrische Entfestigung verhindert wird.Weltweit gibt ist derzeit nicht mehr als eine HandvollInstitutionen die Hochverformung selbst betreiben.Am Erich-Schmid-Institut der ÖsterreichischenAkademie der Wissenschaften sind seit 1999 diein Abb. 1 dargestellten Verfahren ECAE, HPT undCCDC zur wissenschaftlichen Untersuchung derHochverformung installiert.Alle diese drei Verfahren unterliegen einer stetigenWeiterentwicklung, wobei das CCDC eine institutseigene,patentierte Hochverformungsvariantedarstellt. Die installierte HPT-Einrichtung, bei derdas scheibenförmige Material zwischen zwei Pressstempelndurch reine Torsion verformt wird, stelltdie weltweit einzige Einrichtung dar, bei der sowohlder hydrostatische Druck bei der Hochverformung,die Verformungsgeschwindigkeit und -temperaturfrei gewählt werden können, womit dieses Werkzeugzu Recht als das „State of the Art“-Instrumentzur wissenschaftlichen Untersuchung der Hochverformungangesehen werden kann.Die Untersuchungen der letzten Jahre habengezeigt, dass die Eigenschaftsänderungen mitsteigender Hochverformung ganz wesentlich vomverarbeiteten Material selbst abhängen. Dabei spielenParameter wie die Umformtemperatur relativ zurSchmelztemperatur des verarbeiteten Materials,dessen Stapelfehlerenergie und die Verformungsgeschwindigkeiteine wesentliche Rolle. Weiters hatsich für eine breite Spanne unterschiedlicher Metal-48Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005