Einfluss mechanischer Belastung auf das scherungsdominierte
Phasenumwandlungsverhalten in niedrig legiertem Stahl – In-situ
Charakterisierung von Variantenauswahl und -wachstum
zur Erlangung des akademischen Grades eines
DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN (Dr.-Ing.)
der Fakultät für Maschinenbau
der Universität Paderborn
genehmigte
DISSERTATION
von
Dipl.-Ing. Martin Joachim Holzweißig
aus Paderborn
Tag des Kolloquiums: 17. Februar 2014
Referent: Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier
Korreferent: Prof. Dr.-Ing. habil. Mirko Schaper
Im Gedenken an Dr. Wolfgang Nübling
Kurzzusammenfassung / Abstract I
Kurzzusammenfassung / Abstract
Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von der Phasenumwandlung überlagerten Belas-
tungen auf die Phasenumwandlungskinetik und die Entwicklung von phasenumwandlungsin-
duziertem Verzug auf makro- und mesoskopischer Ebene während der Austenit-zu-Bainit und
der Austenit-zu-Martensit Phasenumwandlungen bestimmt. Anhand der ermittelten Ergebnis-
se konnten eine Reihe von Optimierungsvorschlägen für thermo-mechanisch gekoppelte
Massivumformprozesse zur Herstellung von funktional gradierten Strukturen aus niedrig le-
giertem Stahl und für die Modellierung dieser erarbeitet werden.
Es wurde festgestellt, dass überlagerte Spannungen die Kinetik der betrachteten scherungs-
dominierten Phasenumwandlungen maßgeblich beeinflussen. So läuft durch überlagerte
Spannungen die bainitische Phasenumwandlung beschleunigt ab und die Martensit-Start-
Temperatur wird zu höheren Werten verschoben. Gleichzeitig führen die Spannungen bei den
Austenit-zu-Bainit und den Austenit-zu-Martensit Phasenumwandlungen zu einer anisotropen
Volumenzunahme die im Bauteil zu Verzug führt, die als umwandlungsplastische Dehnung
bezeichnet wird. Die Entwicklung umwandlungsplastischer Dehnung konnte im Rahmen die-
ser Arbeit auch auf mesoskopischer Ebene in Form von Dehnungsfeldern beobachtet werden,
wobei eine Korrelation der Dehnungsfelder mit den Kristallorientierungen der entstandenen
Mikrostruktur möglich war, wenn der Phasenumwandlung eine Spannung überlagert wurde.
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