In-situ-Charakterisierung von Entstehung und Bestandteilen von Q&P-Gefügen in einem Si-legierten TRIP-Stahl

Das „Quenching and Partitioning“-Konzept (Q& P) zielt als Variante der TRIP-unterstützten Mehrphasenstähle auf ein Gefüge aus Martensit und filmartigem Restaustenit mit hoher Festigkeiten und hohen Dehnungskennwerten. In bisherigen Untersuchungen des Q& P-Prozesses fehlt der zur Optimierung erforderliche Zusammenhang zwischen Prozess und Produktgefüge, weil die Mikrostruktur erst nach Prozessende untersucht wird und mögliche Gefügebestandteile nicht sicher zu unterscheiden sind. In der vorgelegten Dissertation wird die Gefügeentwicklung beim Q& P für einen Si- und B-legierten TRIP-Stahl untersucht. Parallel zur Wärmebehandlung werden in-situ Röntgenbeugungsexperimente am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) durchgeführt und die Phasenanteile und Gitterparameter für Austenit und Martensit durch eine Rietveldanalyse bestimmt. Ex-situ werden metallografisch-lichtmikroskopische und elektronenmikroskopische Untersuchungen ergänzt und die mechanischen Kennwerte an separat wärmebehandelten Sekundärproben bestimmt. Während der Partitioningphase wird eine isotherme Umwandlung von Austenit nachgewiesen und einem bainitischen Umwandlungsmechanismus zugeordnet. Belege dafür sind eine Orientierungsbeziehung zwischen Restaustenit und krz-Matrix, die im erweiterten ZTU-Schaubild gezeigte Fortsetzung der isothermen Bainitumwandlung und das nadelförmige Gefüge mit ausgeschiedenen Karbiden. Die isotherme Bainitumwandlung kann durch zwei metallkundliche Mechanismen erklärt werden. Die mechanischen Kennwerte des Q& P-Gefüges liegen über denen konventioneller Vergleichsgefüge (Bainit, Vergütungsgefüge). Die dargestellten Ergebnisse und die angewendete Methodik eignen sich für die zukünftige Entwicklung des Q& P-Konzepts oder zur Validierung thermodynamischer Simulationen.