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Vortrag

EBSD-Analysen martensitischer Mikrostrukturen in binären Fe-Ni-Legierungen

Donnerstag (17.09.2020)
13:40 - 14:00 Uhr Metallographie

Binäre Fe-Ni-Legierungen weisen bekanntermaßen eine martensitische Umwandlung auf, dessen morphologische Erscheinungsform durch kristallographische Zusammenhänge der Austenit-Mutterphase und der Martensittochterphase bestimmt wird. Fe-Ni-Legierungen mit einem Ni-Gehalt von >28 at.% wandeln nach Literaturangaben in eine plattenmartensitische Mikrostruktur (Orientierungsbeziehung nahe N-W) um, während Fe-Ni-Legierungen mit einem Nickel-Anteil von <28 at.% nach der Phasenumwandlung ein lattenmartensitisches Gefüge (Orientierungsbeziehung nahe K-S) aufweisen. Um den Übergang zwischen den beiden bekannten Martensitformen genauer zu untersuchen, wurden spezielle EBSD-Analysemethoden entwickelt und innerhalb einer MATLAB-Programmierumgebung unter Zuhilfenahme der freien Toolbox MTEX realisiert. Die Algorithmen ermöglichen eine genaue Charakterisierung der martensitischen Gefüge in Bezug auf die auftretende Orientierungsbeziehung, Variantenselektion und lokale Abweichungen zur mittleren Orientierungsbeziehung. Ferner wird eine Methodik vorgestellt, mit welcher die Kristallorientierung der vorherigen Austenitkörner rekonstruiert werden kann. Durch neuartige Visualisierungsmethoden können die Ergebnisse intuitiv verständlich dargestellt werden.

EBSD-Messungen wurden an 10 verschiedenen Legierungen durchgeführt, die unterschiedliche Nickelgehalte im Intervall zwischen 20 at.% und 32,5 at.% aufweisen. DSC-Messungen wurden mit unterschiedlichen Kühlraten durchgeführt, um die Martenstitumwandlung einzuleiten und dabei die Phasenumwandlungstemperaturen zu bestimmen. Durch in-situ XRD-Messungen in einer Kühlkammer wurden die Gitterparameter der Austenit- und Martensitphase bei den jeweiligen Umwandlungstemperaturen bestimmt. Die Gitterparameter wurden im Rahmen der phänomenologischen Theorie martensitischer Transformationen (PTMT) verwendet, um theoretische Orientierungsbeziehungen zu berechnen. Die experimentellen Ergebnisse bezüglich der mittleren Orientierungsbeziehungen und deren lokale Abweichungen wurden anschließend mit den Vorhersagen der PTMT verglichen. Es kann gezeigt werden, dass lokale Verformungsprozesse sowohl im Austenit als auch im Martensit zu Abweichungen zwischen experimentellen Ergebnissen und theoretischen Vorhersagen führen. Außerdem wurde ein scharfer Übergang zwischen dem Auftreten des Platten- und Lattenmartensits beobachtet, der nicht allein durch einen Unterschied der Gitterparameter erklärbar ist.

Sprecher/Referent:
Dr. Pascal Thome
Ruhr-Universität Bochum
Weitere Autoren/Referenten:
  • Mike Schneider
    Ruhr-Universität-Bochum
  • Prof. Dr. Gunther Eggeler
    Ruhr-Universität-Bochum