Verfestigungsverhalten von hochmanganhaltigen Stählen mit TWIP-Effekt

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Verfestigungsverhalten von hochmanganhaltigen Stählen mit TWIP-Effekt

Bäumer, Annette

Das Verfestigungs- und Fließverhalten ist für den Einsatz von Werkstoffen im Karosseriebereich von höchster Bedeutung. Insbesondere die durch zusätzliche Verfestigungsmechanismen wie Zwillings- und/oder Martensitbildung (=TWIP- bzw TRIP-Effekte) oder dynamische Reckalterung (= PLC-Effekt) entstehenden Unterschiede zwischen einzelnen Stählen sowie die Einflüsse von Temperatur und Dehnrate sind bislang noch nicht im Detail verstanden. Daher wurde experimentell und theoretisch die Verfestigung von TWIP-Stahl mit ~ 0,6 C und 22 Mn (Stapelfehlerenergie ~ 19 mJ/qm) und TRIP-Stahl mit ~ 0,02 C, 20 Mn + Al und Si (Stapelfehlerenergie ~ 14 mJ/qm) sowie zum Vergleich die Verfestigung eines stabil austenitischen Stahls (1.4828) und eines rein ferritischen Stahls (DC04) untersucht. Dabei wurde mit quasistatischen und dynamischen Zugversuchen ein Temperaturbereich von -160 bis 140 Grad C und ein Dehnratenbereich von 0.003 bis 200 /s abgedeckt. Durch Gefügeuntersuchungen konnten die Ergebnisse der Zugversuche den verschiedenen Verfestigungsmechanismen zugeordnet weren. Abschließend wurden die experimentell ermittelten Daten dazu genutzt, das physikalisch basierte Fließkurvenmodell von Bouaziz und Guelton zu evaluieren. Es konnten sehr gute Übereinstimmungen zwischen experimentellen Werten und Modellbeschreibung erzielt werden. Zur Beschreibung der Temperatur- und Dehnratenabhängigkeit wurde das Modell dahingehend erweitert, dass für die Anfangsfließspannung erfolgreich das Modell des thermisch aktivierten Fließens angewendet wurde.