TY  - THES
AB  - Die Mikrorissbildung eines Dulpexedelstahls (DSS) im VHCF Bereich wurde untersucht und diskutiert. Verschiedene Techniken mit hoher Auflosung wurden an den ermüdeten Proben implementiert, wobei die mechanischen Eigenschaften des DSSs identifiziert und mit den Mechanismen der Mikrorissinitiierung in Bezug gesetzt wurden. Die Ergebnisse der optischen Mikroskopie, Nanoindentierungstests und Synchrotronstrahlungsuntersuchungen zeigten auf, dass die austenitische Phase des DSS in VHCF ein zyklisches Entfestigung-Verfestigung-Entfestigungs Verhalten aufweisen. Die erste zyklische Entfestigung erfolgt während der ersten Million Lastzyklen, wo ein kontinuierliches Wachstum der Gleitspuren und eine Abnahme der Mikrohärte beobachtet wurden. Danach verfestigen die Austenitkorner; dies zeigte sich durch einen Wachstumsstopp der Gleitspuren und eine Erhohung der Mikrohärte. Synchrotronstrahlungsexperimente, die in diesem Stadium durchgeführt wurden, zeigten, dass die Mikroeigenspannungen zwischen den beiden Phasen im Vergleich zum Ausgangszustand großer werden. Anschließend wachsen die Gleitspuren weiter und reduzieren die Mikrohärte der Austenitkorner. Dies deutet an, dass die zyklische Entfestigung wieder auftritt. Hierbei zeigten die Synchrotronstrahlungsexperimente eine Abnahme der Mikroeigenspannungen. Die zyklische Ver- und Entfestigung des Austenits kann auf Bewegung und Umordnung der Versetzungen zurückgeführt werden, was durch TEM Bilder gestützt wurde. Die phänomenologischen Beobachtungen an den Proben zeigten zwei Arten von Mikrorissen, intergranulare Mikrorisse tauchen schrittweise von einem sehr frühen bis zu einem relativ späten Stadium auf und transgranulare Mikrorisse initiieren plotzlich. Die Mikrorissbildung kann durch die resultierende Schubspannung τ an der Phasengrenze interpretiert werden. Diese bestehen aus: 1) Schubspannung τ 1 aufgrund der Akkumulation der Intrusionen und Extrusionen (Gleitung der Versetzungen), 2) Schubspannung τ 2 wegen Versetzungsaufstaus und 3) Schubspannung τ 3 aufgrund der externen Lastspannung. Die drei Komponenten entwickeln sich während der zyklischen Ver- und Entfestigung, und führen dazu, dass sich durch die unterschiedlichen resultierenden Schubspannungen an der Phasengrenze deutliche plastische Verformungen in den Ferritkornern bilden. Die Schubspannung τ 1 steigt dramatisch während der ersten 10 5 Zyklen an, was auch aufgrund der Beobachtung des Extrusions-Intrusions-Wachstums erwartet wird. Die Schubspannung τ 3 des Ferrits fällt ab, wenn der Austenit zyklisch verfestigt und es steigt an, wenn der Austenite zyklish entfestigt. Diese Ergebnisse wurden durch in-situ XRD- und in-situ DIC-Experimente erzielt. Die Schubspannung τ 2 ist von den Phasengrenzbedingungen weitgehend abhängig und bestimmt die Morphologie der Mikrorisse. Enthält ein Austenitkorn Gleitspuren, wird die Mikrorissinitiierung in dem benachbarten Ferritkorn von einer der folgenden Bedingungen abhängig: 1) Wenn der Winkel zwischen der Phasengrenze und der ferritischen Oberfläche weniger als 90° beträgt, kann plastische Verformung leicht auftreten, und ein intergranularer Mikroriss entsteht schrittweise. 2) Wenn der Winkel zwischen der Phasengrenze und der ferritischen Oberfläche 90° oder mehr ist, werden die Gleitspuren überwiegend durch die Phasegrenze aufgehalten und es erfolgt keine plastische Verformung. Falls die resultierende Schubspannung ausreichend ist, um die Barrierewirkung überwinden zu konnen, sind die transgranularen Mikrorisse meist vorhanden. Die Phasengrenzbedingungen wurden durch SEM-Bilder bestätigt, die durch die FIB-Cutting erhalten wurden.
AU  - Fu, Hongwang
DA  - 2017
KW  - Rissinitiierung
KW  - zyklische Belastung
KW  - Duplex-Edelstahl
KW  - crack initiation
KW  - duplex-stainless-steel
KW  - VHCF
LA  - eng
PY  - 2017
TI  - On the origin of crack initiation in duplex stainless steel during cyclic loading in the VHCF regime
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-12236
Y2  - 2024-11-22T05:30:49
ER  -