STUDIUM DER GEFUGEEINFLUSSE AUF BRUCHZAHIGKEIT UND DUKTILITAT EINES
VERGUTUNGSSTAHLES MITTELS QUANTITATIVER METALLOGRAPHIE
R. Ebner, K.L. Maurer
Institut fiir Metallkunde und Werkstoffpriifung, Montanuniversitdt
Leoben
1. Einleitung
Ziel dieser Arbeit war das Studium der Gefligeeinfliisse auf Bruchzdhig-
keit und Duktilität eines duktil brechenden Vergütungsstahles.
Mikroskopischer Bruchprozeß sowie Bruchzähigkeit bzw. Duktilität
stehen in ursächlichem Zusammenhang. Der duktile Bruch wird heute
allgemein als Ende eines mikroskopischen Prozesses, bestehend aus
Bildung von Poren, Wachsen dieser Poren bis zu deren Vereinigung,
angesehen (1-5). Porenbildung erfolgt in den meisten Fällen an harten,
spröden Teilchen im Werkstoff (1-9). Solche Teilchen können sowohl
Verunreinigungen, wie z.B. Einschlüsse, als auch festigkeitssteigernde
Teilchen, wie z.B. feindispers verteilte Karbide, sein.
Infolge des unterschiedlichen Verformungsverhaltens von Teilchen und
Metallmatrix, die Teilchen nehmen an der plastischen Verformung kaum
oder überhaupt nicht teil, kommt es an diesen Teilchen zu Versetzungs-
konzentrationen [Versetzungsaufstau und zurückbleibende Versetzungs-
ringe infolge des Orowan Mechanismus (10) oder diverser Quergleit-
mechanismen zur Überwindung von Hindernissen, wie dies Hirsch (11)
und Ashby (12) für flächenzentrierte Metalle vorgeschlagen haben],
deren Spannungsfelder auf die Teilchen wirken. Überschreitet die
daraus resultierende Spannung auf das Teilchen die Teilchenfestigkeit
oder die Haftfestigkeit des Teilchens an der Metallmatrix, so kommt
es entweder zum Bruch des Teilchens (3,5,7,9,13) oder zur Ablösung
des Teilchens von der Matrix (3-9 und 13). Eine besondere Art der
Belastung von Teilchen ist jene einer festen Faser in einer weichen
Matrix, wie sie bei langgestreckten oder plattenfdrmigen Teilchen vor-
kommt (fiber loading). Art, Größe, Gestalt, Festigkeit, Haftfestig-
keit an der Matrix, Abstand der Teilchen voneinander und Orientierung
der Teilchen zur Verformungsrichtung sowie d-~s Matrixfließverhalten
dürften die wesentlichen Parameter für die Porenbildung sein.
Für das Porenwachstum dürften die Größe der Ausgangspore (Größe des
Teilchens, an dem die Pore gebildet wurde) und der Porenabstand sowie
das Verfestigungsverhalten der Matrix ausschlaggebend sein.
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