Fundamentale Mechanismen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffstählen durch kontrollierte Nanostrukturbildung

通过受控纳米结构形成提高碳钢机械性能的基本机制

• 批准号: 103647007
• 负责人: Professor Dr. Hans-Jörg Fecht
• 金额: --
• 依托单位: School of Physics and Astronomy
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/103647007?language=en
• 关键词: Fundamentale; Mechanismen; zur; Verbesserung; der

Die gekoppelten Mechanismen der Nanostrukturbildung und Phasenumwandlung (Nanokristallisation und Karbidauflösung entgegen dem thermodynamischen Gleichgewicht) in einer Reihe von Febasierten Legierungen während extremer plastischer Verformung (severe plastic deformation, SPD) durch Hoch-Druck-Torsion (High Pressure Torsion, HPT) und Gleichkanal – Winkelpressen (equal channel angular pressing ECAP) sollen untersucht werden, mit dem Ziel, die entstandenen mikro/nanoskaligen Strukturen mit den resultierenden fundamentalen Mechanismen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften zu korrelieren. Aus den bisherigen Arbeiten ist bekannt, dass SPD zu einer Verfeinerung der Mikrostruktur bis in den Sub-Mikron und nanoskaligen Bereich führen kann, resultierend in Bulk-nanoskaligen Materialien mit hoher Duktilität. Unter diesen Bedingungen werden konventionelle Deformationsprozesse durch Versetzungserzeugung und -bewegung unterdrückt, und neuartige Prozesse werden aktiviert, wie z.B. multiple Zwillingsbildung, Bildung von Scherbändern, Korngrenzengleiten etc. Als ein wesentliches Ergebnis wird erwartet, dass die mechanischen Eigenschaften der Materialien stark verbessert werden können. Während zahlreiche Untersuchungen an kfz-Metallen vorliegen, ist die experimentelle Evidenz für krz-Metalle und Komposite rudimentär und im allgemeinen limitiert auf dünne Schichten und kleine Probenvolumina (z.B. reibinduzierte nanokristalline Oberflächen im Hochgeschwindigkeitszugverkehr, Kugelstrahlen, Kugelmahlen von feinen Metallpulvern etc.), aber für die ingenieurtechnische Anwendung von grosser Bedeutung, in Bezug auf Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Komponenten. Durch die Verwendung von hochmodernen Analysemethoden (Synchrotronstrahlung (ANKA-Karlsruhe), TEM inklusiv HRTEM und EELS, Probenpräparation mittels FIB (Glasgow), HRSEM mit EBSD (Ulm, Glasgow), Mössbauer Spektroskopie) und neuen Messtechniken (e.g. in-situ Verformungsmessungen in einem FE-SEM, Nanoindentation, spezielle Anlage zur Messung von Spannungs-Dehnungsdiagrammen an kleinen Proben, Dehnungsraten- Sensitivität) können völlig neue wissenschaftliche Ergebnisse und innovative technologische Verarbeitungsprozesse erwartet werden. Weiterhin werden die geplanten Arbeiten ergänzt durch enge Kooperationen mit den Universitäten Ufa (Russland, Probenherstellung), Rouen (Frankreich, 3D-atom Probe) und Virginia (USA, MD-Simulationen).

纳米结构的结构化和相变机制（Nanokristallisation und Karbidauflösung entgegen dem Escherischen Gleichgewicht）in einer Reihe von Febasierten Legierungen während extremer plastischer Verformung（严重塑性变形，SPD）通过Hoch-Druck-Torsion（高压扭转，HPT）和Gleichkanal - Winkelpressen（equal channel angular pressing ECAP）sollen untersucht韦尔登，mit dem Ziel，微型标准nanoskeligen Strukturen mit den resultierenden fundamentalen Mechanismen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften zu korrelieren.从劳动力的角度来看，社民党可以在亚微米和纳米材料领域对微结构进行测试，从而获得更高的Duktilität的纳米材料。在这种情况下，韦尔登的常规变形过程是通过模具加工和下模加工实现的，而新的加工过程是韦尔登的主动加工，如Z.B.多个Zwillingsbildung，Bildung von Scherbändern，Korningzengleiten等。Als ein wesentliches Ergebnis wird erwartet，dass die mechanischen Eigenschaften der Materialian stark verbessert韦尔登können。对kfz-Metallen的研究主要包括以下几个方面：kfz-Metalle和复合材料的实验证据，以及在任何情况下限制在Schichten和Kleine Probenvolumina（z.B. reibinduzierte nanokristalline Oberflächen im Hochgeschwindigkeitszugverkehr，Kugelstrahlen，Kugelmahlen von feinen Metallpulvern etc.），但对于工程技术人员来说，这是一个巨大的挑战，因为他们需要在部件上进行工作和生活。现代分析方法的发展（同步辐射（安卡拉-卡尔斯鲁厄），TEM inklusiv HRTEM und EELS，FIB（格拉斯哥），HRSEM mit EBSD（乌尔姆，格拉斯哥），穆斯堡尔Spektroskopie）und neuen Messtechniken（例如，FE-SEM中的原位Verformungsmessungen、纳米压痕、spezielle Anlage zur Messung von Spannungs-Dehnungsdiagrammen an kleinen Proben，Dehnungsraten- Sensitivität）können völlig neue wissenschaftliche Ergebnisse und innovative technologische Verarbeitungsprozesse erwartet韦尔登. Weiterhin韦尔登die geplanten Arbeiten ergänzt durch enge Cooperation mit den Universitäten乌法（Russia，Probenherstellung），Rouen（Frankreich，3D-atom Probe）und Virginia（USA，MD-Simulationen）.

项目成果

Tensile properties and work hardening behaviors of ultrafine grained carbon steel and pure iron processed by warm high pressure torsion

• DOI: 10.1016/j.msea.2013.05.008
• 发表时间: 2013-10
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: J. Ning;Eglantine Courtois-Manara;L. Kurmanaeva;A. Ganeev;R. Valiev;C. Kübel;Y. Ivanisenko

Grain Boundary Segregation in UFG Alloys Processed by Severe Plastic Deformation

• DOI: 10.1002/adem.201200060
• 发表时间: 2012-11-01
• 期刊: ADVANCED ENGINEERING MATERIALS
• 影响因子: 3.6
• 作者: Sauvage, Xavier;Ganeev, Artur;Valiev, Ruslan
• 通讯作者: Valiev, Ruslan