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Titel: Schmelztauchveredelung von hochmanganlegiertem TWIP-Stahl unter Berücksichtigung der wasserstoffinduzierten Rissbildung nach Umformen
Sonstige Titel: Hot-dip galvanizing of high-manganese-alloyed TWIP-steel considering hydrogen-induced delayed cracking
Verfasser: Blumenau, Marc
Sprache: Deutsch
Erscheinungsjahr: 2010
SWD-Schlagwörter: TWIP-Stahl
Mangan
Feuerverzinken
Schmelztauchverfahren
Wasserstoff
Selektive Oxidation
Manganstahl
Zink
Freie Schlagwörter: Verzögerte Rissbildung
Schmelztauchveredelung
Schmelztauchreaktion
Glühgas-Metall-Reaktion
TWIP-steel
delayed cracking
hot-dip galvanizing
gas-metal-reaction
reactive wetting reaction
manganese alloyed steel
DDC-Sachgruppe: 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: Die Schmelztauchveredelung von hoch-Mn-legiertem TWIP-Stahl scheitert an mangelnder Zinkbenetzung. Dies begründet sich mit der selektiven Oxidation der Legierungselemente während des Glühens. Weiterhin ist unklar, wie der Prozess die H-induzierte Rissbildung nach Umformen beeinflusst. Ziel der vorliegenden Arbeit stellte dar, für einen TWIP-Stahl die Mechanismen der Glühgas-Metall- und der Schmelztauchreaktion zu beschreiben. Ebenso galt es, die H-induzierte Veränderung der Mikroplastizität im oberflächennahen Gefügebereich zu erfassen. Der experimentelle Kern lag auf der Schmelztauchsimulation und der in-situ-Nanoindentation. Im Wesentlichen resultiert folgender Erkenntnisgewinn: Es wird ein Verfahrensansatz für die reaktive Zinkbenetzung auf einer modifizierten MnO-Schicht (MnO·Femetall-Schicht) vorgestellt. Dies schließt die Neuformulierung der Schmelztauchreaktion Mn-legierter Stähle mit ein, da die aluminothermische MnO-Reduktion hierbei offensichtlich versagt. Weiterhin erfolgt die H-induzierte Rissinitialisierung mit anschließendem Sprödbruch vorzeitig im Fall einer glühbedingten Duktilisierung des oberflächennahen Gefügebereichs. Dies lässt sich mit dem Wechsel von spröder (HEDE) zu duktiler (HELP) Risskeimbildung begründen. Dies eröffnet neue Wege für die Feuerverzinkung Mn-legierter Stähle. Das Phänomen der verzögerten Rissbildung verdeutlicht, wie die lokale Veränderung mikroskopischer Werkstoffeigenschaften die makroskopischen Produkteigenschaften beeinflussen kann.
Hot-dip galvanizing of high-Mn-alloyed TWIP-steels fails due to the lack of Zn wetting. This fact bases upon the selective oxidation of alloying elements during annealing. Additionally, it is unclear, if H-induced delayed cracking is influenced by galvanising process. The present work aims to describe the mechanisms of gas-metal-reaction and reactive Zn wetting of a TWIP-steel. The effect of hydrogen charging on the microplasticity of the sub-surface should also be captured. The experimental procedure focussed on hot-dip process simulation and electrochemical in-situ nanoindentation. Following conclusion could be made: An innovative process approach to realize reactive Zn wetting ontop a modified MnO-layer (MnO·Femetal-layer) was gained. This includes reformulating of the mechanism of wetting reaction of Mn-alloyed steels, because of the model of an aluminothermic MnO reduction obviously fails by hot-dipping of high-Mn-alloyed steels. Furthermore, H-induced crack initialisation with subsequent brittle failure occurred earlier in the case of an annealing-affected sofetening of the sub-surface. Gained results supports processing to hot-dip galvanize (high) Mn-alloyed steels. The phenomenon of delayed cracking clarifies that a local modification of the microscale material properties in the sub-surface is able to essentially affect the macroscale product properties.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-33776
hdl:20.500.11880/22723
http://dx.doi.org/10.22028/D291-22667
Schriftenreihe: Saarbrücker Reihe Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Band: 22
Erstgutachter: Vehoff, Horst
Tag der mündlichen Prüfung: 24-Sep-2010
SciDok-Publikation: 4-Okt-2010
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
Fachrichtung: NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Ehemalige Fachrichtung: bis SS 2016: Fachrichtung 8.4 - Werkstoffwissenschaften
Fakultät / Institution:NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät

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