Investigation of strain induced martensite transformations kinetic in Austempered Ductile Iron (ADI) using neutron and synchrotron diffraction
Übersetzter Titel:
Untersuchung der Kinetik dehnungsinduzierter Martensitumwandlung in ausferritischen duktilen Gusseisen (ADI) unter Verwendung von Neutronen- und Synchrotron Diffraktion
martensite, texture, ADI, neutron and synchrotron diffraction, phase analysis
Übersetzte Stichworte:
Martensit, Texture, Gusseisen, Neutronen und Synchrotron Diffraktion, Phasen Analyse
TU-Systematik:
PHY 600d; WER 000d; ERG 000d
Kurzfassung:
The heat treatment process on ADI consists of austenitization, austempering and quenching to room temperature. Finally, ausferritic microstructure and nodule graphite formed in the ADI material. The parameters austempering time and temperature in the heat treatment process directly affect the morphology of ausferritic structure, which furthermore determine the mechanical properties of the material for industrial applications.
Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), atom probe tomography (APT) and small angle neutron scattering (SANS) investigations were carried out to quantify the relationship between heat treatment parameters and ausferritic microstructure. At the same time, the process of carbon redistribution during the heat treatment has been explored using in-situ synchrotron diffraction and APT.
The retained austenite in ausferrite is metastable and transforms into martensite during plastic deformation in a similar process as has been found in TRIP steels. The evolution of the martensite phase fraction as a function of plastic deformation has been quantitatively determined using Rietveld refinement of neutron diffraction data taking into consideration the influence of texture formation. Finally, the martensite volume fraction as a function of plastic strain could be modelled using an shear-intersection mechanism taking into account the content of alloying elements by directly measuring the corresponding martensite-start temperature Ms of the material.
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The heat treatment process on ADI consists of austenitization, austempering and quenching to room temperature. Finally, ausferritic microstructure and nodule graphite formed in the ADI material. The parameters austempering time and temperature in the heat treatment process directly affect the morphology of ausferritic structure, which furthermore determine the mechanical properties of the material for industrial applications.
Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron mi...
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Übersetzte Kurzfassung:
Der Wärmebehandlungsprozess bei ADI besteht aus Austenitisierung, Austempern und abschließender Abschreckung auf Raumtemperatur. Im resultierenden ADI-Material bildet sich eine ausferritische Mikrostruktur mit Kugelgraphit aus. Die unterschiedlichen Prozessparameter wie Austemperzeit und -temperatur während der Wärmebehandlung beeinflussen direkt das Gefüge der ausferritischen Mikrotruktur, und darüber hinaus entscheidend die mechanischen Eigenschaften des Materials für die industrielle Anwendungen.
Messungen mit Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Atomsonden-Tomographie (APT) und Kleinwinkelneutronenstreuung (SANS) wurden durchgeführt, um den Einfluss der Wärmebehandlungsparameter auf die sich ausbildende ausferritischer Mikrostruktur zu quantifizieren. Gleichzeitig wurde die Kohlenstoffumverteilung während des Wärmebehandlungsprozesses mit in-situ-Synchrotrondiffraktion und APT untersucht.
Der Restaustenit im Ausferrit ist metastabil und wandelt sich bei plastischer Verformung in Martensit um, wie es ähnlich in TRIP-Stählen gefunden wurde. Der Martensitvolumeanteil als eine Funktion der plastischen Dehnung wurde unter Verwendung der Rietveld-Verfeinerung von Neutronendiffraktionsdaten unter Berücksichtigung der Textur quantitativ untersucht. Schließlich konnte der Martensitvolumenanteil als eine Funktion der plastischen Verformung mit Hilfe eines Scherungsmodells simuliert werden. In diesem Modell wurde der Einfluss von Legierungselementen über die direkt messbare Martensitstarttemperatur Ms des Materials berücksichtigt.
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Der Wärmebehandlungsprozess bei ADI besteht aus Austenitisierung, Austempern und abschließender Abschreckung auf Raumtemperatur. Im resultierenden ADI-Material bildet sich eine ausferritische Mikrostruktur mit Kugelgraphit aus. Die unterschiedlichen Prozessparameter wie Austemperzeit und -temperatur während der Wärmebehandlung beeinflussen direkt das Gefüge der ausferritischen Mikrotruktur, und darüber hinaus entscheidend die mechanischen Eigenschaften des Materials für die industrielle Anwend...
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