The influence of nitrogen and orientation on the rolling deformation mechanisms of austenitic single crystals

摘要

The effect of nitrogen content and initial orientation on the deformation mechanisms of austenitic single crystals was investigated. From a nitrogen alloyed and a nitrogen free single crystal two initial orientations were cut out and cold rolled up to 90% thickness reduction, the corresponding {111} pole figures were measured and the slip traces were analyzed from the longitudinal section. In one of the nitrogen alloyed austenitic single crystals massive microcrack formation was observed. This observation was discussed in terms of the planarity of slip caused by the interstitially solved alloying element nitrogen. Nitrogen has a strong affinity to dislocations and thus alters the slip character from homogeneous to planar and the slip distribution from single slip to coarse slip. The present investigation proves that the coarse planar slip caused by the alloying element nitrogen in dependency of the initial orientation is responsible for the observed crack formation during rolling. The planarity of slip is also reflected in the measured pole figures. The {111} pole's of the nitrogen alloyed single crystals show less scattering and higher maximum intensities than the poles of the nitrogen free single crystals. The differences were attributed to the influence of the nitrogen content on deformation mechanisms.%Der Einfluß des Stickstoffgehaltes und der Ausgangsorientierung auf die Verformungsmechanismen austenitischer Einkristalle wurde untersucht. Hierzu wurden aus einem stickstofflegierten und einem stickstofffreien Einkristall je zwei Ausgangsorientierungen herausgeschnitten und bis zu einem Umformgradgrad von 90% kaltgewalzt, die jeweiligen {111} Polfiguren gemessen und die Gleitstufen im Längsschliff analysiert. In einem der stickstofflegierten Einkristalle trat massive Rißbildung auf. Diese Beobachtung wurde im Zusammenhang mit der durch das interstitiell gelöste Legierungselement Stickstoff verursachten planaren Gleitung diskutiert. Stickstoff hat eine starke Affinität zu Versetzungen, wodurch ihr Gleitcharakter von homogener zu planarer Gleitung und ihre Verteilung von Einzelleitung zu Grobgleitung verändert wird. Die vorliegende Untersuchung beweist, daß die durch das Legierungselement Stickstoff hervorgerufene planare Grobgleitung in Abhängigkeit der Orientierung für die beobachtete Rißbildung während des Walzens verantwortlich ist. Die Planarität der Gleitung spiegelt sich auch in den gemessenen Polfiguren wieder. Die {111} Pole der stickstofflegierten Einkristalle zeigen geringere Ausschmierungen und höhere maximale Intensitäten als die Pole der stickstofffreien Einkristalle. Die Unterschiede wurden ebenfalls auf den Einfluß von Stickstoff auf die Mechanismen der plastischen Verformung zurückgeführt.