Prüfung der mechanischen Eigenschaften von 'Quenching und Partitioning'-Gefügen mit berührungsloser Dehnungsmessung

摘要

The "Quenching and Partitioning" ("Q&P") concept was designed to fill the gap between the first and second generation of Advanced High Strength Steels (AHSS). It aims at a multiphase micro-structure of retained austenite in a matrix of carbon depleted martensite.The martensitic components enhance the strength properties. The ductility is improved by the TRIP effect. This work investigates the "quenching and partitioning" response of a nickel and silicium alloyed TRIP steel. After "quenching and partitioning" processing the mechanical properties are evaluated by tensile testing. An adapted specimen geometry and the contact free measurement of the elongation by a laser speckle system are used.The mechanical properties of the "quenching and partitioning" mi-crostructure are compared to the fully martensitic state and reviewed with respect to published data. Additional tests are stopped after a well defined plastic deformation. Subsequently the retained austenite fraction is measured magnetically in the test length. As a result the TRIP effect can be evaluated. The "quenching and partitioning" processing leads to tensile strengths of around 1300 MPa at elongations of more than 10 %. The martensitic microstructure exhibits a higher tensile strength and lower elongation values.The decreasing fraction of retained austenite with plastic deformation implies the TRIP effect. Comparable mechanical properties are reported in the published literature.The proposed method of annealing and adapted testing shows effective forthe investigation of sophisticated heat treatment procedures.%Das„Quenchingand Partitioning" („Q&P")-Konzept hat sich als ein vielversprechender Ansatz zur Realisierung der dritten Generation der Advanced High Strength Steels etabliert. Bei diesem Konzeptwird ein Cefüge aus Restaustenit in einer Matrix aus angelassenem Martensit eingestellt. Die Idee ist, dass der Martensit die Festigkeit erhöht und der Restaustenit auf Grund desTRIP-Effekts weiterhin gute Dehnungseigenschaften gewährleistet. In dieser Arbeit werden die mechanischen Eigenschaften nach der„Quenching und Partitioning"-Behandlungvon einem Nickel und Silizium legierten TRIP-Stahl untersucht. Es werden Wärmebehandlungen durchgeführt und die mechanischen Kennwerte in Zugversuchen mit berührungsloser Dehnungsmessung ermittelt. Um den TRIP-Effekt nachzuweisen, werden zusätzlich Zugversuche bei einer definierten plastischen Verformung unterbrochen und der verbleibende Restaustenitanteil im Bereich der Versuchslänge magnetisch ermittelt. Zudem werden die mechanischen Eigenschaften des „Quenching und Parti-tioning"-Gefüges mit einem vollständig martensitischen Referenzgefüge und Literaturdaten verglichen. Die untersuchten „Quenching und Partitioning"-Gefüge zeigen Festigkeiten von 1300 MPa bei Bruchdehnungen in der Größenordnung von über 10 %. Im Vergleich zum Abschreckmar-tensit werden niedrigere Festigkeiten und höhere Dehnungen erreicht. Die magnetische Restau-stenitmessungals Funktion der plastischen Dehnung weist dabei eine Beteiligung desTRIP-Effekts nach. Vergleichbare Legierungen aus der Literatur weisen ähnliche Kombinationen von Zugfestigkeit und Bruchdehnung auf. Die vorgestellte Methodik aus Glühung und Zugversuchen mit berührungsloser Dehnungsmessung mit dem Laser-Speckle-Verfahren hat sich für die Untersuchung anspruchsvoller Wärmebehandlungsverfahren mit kleinen Probengeometrien bewährt.