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Einfluss thermo-mechanisch gekoppelter Prozesse auf das Umwandlungsverhalten und die mechanischen Eigenschaften des niedriglegierten 51 CrV 4 Stahls [Elektronische Ressource]
ger: Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde das lastabhängige Phasenumwandlungsverhalten eines niedriglegierten 51 CrV 4 Stahls in der Bainit- und der Martensitstufe ermittelt, wobei sich die gewählten Austenitisierungsbedingungen und die aufgeprägten Belastungen an den im thermo-mechanisch gekoppelten Schmiedeprozess des SFB/TR TRR 30 auftretenden Größen orientierten. Zusätzlich wurden monotone und zyklische Eigenschaften der resultierenden Gefüge bestimmt. Mithilfe der Daten können nicht nur die entstehenden Gefüge bei bekanntem Temperatur-Zeit-Deformations-Pfad besser vorhergesagt werden, auch eine mikrostrukturelle Optimierung der Bauteile durch Anpassung des lokalen Prozesspfades erscheint möglich. Sowohl unter der Wirkung einer permanenten Spannung während der Umwandlung, als auch nach einer plastischen Verformung des unterkühlten Austenits wurde eine Beschleunigung der bainitischen Phasenumwandlungskinetik beobachtet. Durch die bei der plastischen Verformung zusätzlich eingebrachten potentiellen Keimstellen ist sogar eine deutlich größere Beschleunigung der Kinetik möglich. Allerdings müssen die bei lastabhängigen Phasenumwandlungenauftretendenumwandlungsplastischen Dehnungen berücksichtigt werden, da sie die Maßhaltigkeit negativ beeinflussen können. Mikrostrukturelle Untersuchungen zeigen, dass die Entwicklung der umwandlungsplastischen Dehnungen mit einer starken Variantenauswahl einhergeht.Wird allerdings eine plastische (Druck-) Zugvorverformung mit einer permanenten (Zug-) Druckspannung während der Umwandlung geschickt kombiniert, so ist eine Vermeidung umwandlungsplastischer Dehnungen bei gleichzeitiger Beschleunigung der Kinetik möglich.
eng: The bainitic and the martensitic load-dependent phase transformations of low alloy 51CrV4 steel were investigated. Both, the austenitization treatments and the loads were derived from an thermo-mechanically coupled forging process investigated within the Collaborative Research Center Transregio 30. In addition, the monotonic and cyclic deformation behaviors of the resulting microstructures were determined. The datanot only allowed for a more accurate prediction of the final microstructures, but also offered the opportunity to determine optimized microstructure distributions in the final work pieces for several different applications.It was found that both, the superimposition of stresses throughout the transformation and pre-straining of the supercooled austenite wereeffective in accelerating the bainitic phase transformation kinetics. Due to the additional nucleation sites introduced during pre-straining an even more pronounced acceleration effect was observed in this case. However, when the transformation proceeded under internal or external stressestransformation plasticity strains had to be considered, since they affect the dimensional stability. Additional EBSD studies revealed that the evolution of transformation plasticity strains could be attributed to variant selection. However, when tensile (compressive) pre-deformationsand compressive (tensile) stresses superimposed throughout the transformation were combined in an optimized manner, transformation plasticity strains are avoidable, whereas the overall transformation kinetics are still accelerated as compared to a transformation proceeding without any superimposed stresses.