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Titel
Experimental and theoretical analysis of isothermal austenite decomposition in ultra-low and low carbon steels / Farhan Imtiaz
VerfasserImtiaz, Farhan
Begutachter / BegutachterinGamsjäger, Ernst ; Kozeschnik , Ernst
Erschienen2010
Umfang124, XXX S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2010
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Austenit-Zerfall / Kohlenstoffarmer Stahl / Hochgeschwindigkeits-Abschreck-Dilatometrie
Schlagwörter (EN)Austenite to Ferrite Transformation / Ultra-low Carbon Steel / High-Speed Quenching Dilatometry
Schlagwörter (GND)Kohlenstoffarmer Stahl / Austenitischer Stahl / Austenitisieren / Zerfall / Dilatometrie
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-39196 Persistent Identifier (URN)
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Experimental and theoretical analysis of isothermal austenite decomposition in ultra-low and low carbon steels [7.34 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel der vorliegenden Arbeit ist, den Mechanismus der Umwandlung von Austenit in Ferrit für kohlenstoffärmste bis -arme Stähle zu untersuchen. Dafür wurden industrielle Qualitätsstähle einerseits zu Hohlzylindern und andererseits zu massiven zylindrischen Proben verarbeitet und thermisch in einem High-Speed-Quenching Dilatometer behandelt. Die Austenitisierungstemperatur für die Hohlzylinder war 950C, während 950 und 1100C für die massiven Proben gewählt wurde. Die IT-Temperaturen waren zwischen 890 und 660C. Die Proben wurden bei 950C für 300s und bei 1100C für 600s gehalten. Die Kühlrate für die Hohlproben betrug bis zu 3400K/s, die massiven Zylinder wurden mit 40K/s gekühlt.

Dilatometer-Daten aller Proben, von kohlenstoffärmsten zu kohlenstoffarmen Stählen, werden in I-TTT-Diagrammen dargestellt.

Simulationen zum Erstellen dieser I-TTT-Diagramme wurden mit den Softwarepaketen MatCalc und DICTRA durchgeführt, verglichen und dienten des weiteren zum besseren Verständnis der wirksamen Mechanismen hinter dem Austenit-Zerfall.

Als entscheidende Mechanismen konnten für die Hohlzylinder mit niedrigsten Kohlenstoffgehalten grenzflächen-kontrollierte und eventuell eine zweistufige Transformationskinetik erkannt werden. Die nieder- bis mittellegierten kohlenstoffarmen Hohl- und Massivproben, austenitisiert bei 950C, zeigten diffusionskontrollierte zweistufige Umwandlungskinetik. Bei den Vollzylindern (massive Proben) dieser Legierung, austenitisiert bei 1100C, konnten keine grenzflächen-kontrollierte Umwandlungen unmittelbar erkannt werden. Im Vergleich dazu zeigten die Stähle mit dem höchsten C-Gehalt nur diffusionskontrollierte Umwandlungskinetik, unabhängig von der Abkühlgeschwindigkeit oder der Art der Probe.

Zusammenfassung (Englisch)

The aim of the present work is to investigate the mechanism of the austenite to ferrite transformation in ultra-low to low carbon steels. In this regard, industrial quality steels were machined into standard hollow and solid cylindrical samples and thermally treated in a high-speed quenching dilatometer. The austenitization temperature for hollow samples was 950C, whereas it was 950 and 1100C for solid samples. The IT temperatures are chosen between 890 and 660C. Samples were soaked at 950C for 300s and at 1100C for 600s. For hollow samples, cooling rates were up to 3400K/s, whereas for solid samples it was 40K/s. Dilatation data of all samples of ultra-low to low carbon steel were used to sketch the I-TTT diagrams. Thermo-kinetic simulations with the software MatCalc and DICTRA were carried out to construct the I-TTP diagrams for comparison purpose and to understand the mechanism responsible for austenite decomposition. From the mechanism point of view, hollow samples of ultra-low carbon steel were showing interface-controlled and, eventually, two-stage transformation characteristics. Solid samples of this alloy were showing diffusion-controlled, interface-controlled and two-stage transformation kinetics. The hollow and solid samples of low carbon steel austenitized at 950C with lower and intermediate alloying contents were showing diffusion-controlled, two-stage and massive transformation mechanisms, whereas solid samples, which were austenitized at 1100C were not showing any entirely interface-controlled massive transformation mechanism. In comparison, the low carbon alloy with highest C-content was showing only diffusion-controlled transformation kinetics irrespective of the cooling rate or type of sample.