Einstellung, Charakterisierung und Eigenschaften von bainitischen Mikrostrukturen in Schmiedestählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

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Die vorliegende Arbeit untersucht die Entwicklung hochfester duktiler bainitischer Stähle für die Massivumformung. Es werden drei Stähle mit einem mittleren Kohlenstoffgehalt von 0,22 Gew.% betrachtet, die sich hauptsächlich im Chromgehalt unterscheiden (0 Gew.% bei HDB 1 und 1,3 Gew.% bei HDB 2 und HDB 3). Durch einen Siliziumgehalt von 1,5 Gew.% wird die Zementitbildung unterdrückt, was zu einer restaustenithaltigen bainitischen Mikrostruktur führt. Die unterschiedlichen bainitischen Morphologien entstehen abhängig von der Austenitkonditionierung und der Temperaturführung während der Umwandlung. Die mechanischen Eigenschaften werden in Beziehung zur chemischen Zusammensetzung und Prozessführung gesetzt. Dilatometrische Untersuchungen erfassen die Phasenumwandlungskinetik und ermöglichen die gezielte Einstellung der bainitischen Gefüge. Die Mikrostrukturen werden mittels Rasterelektronenmikroskopie und Röntgendiffraktometrie charakterisiert. Mechanische Eigenschaften werden durch quasistatische Zugversuche und Kerbschlagbiegeversuche analysiert. Die optimale Temperaturführung für Festigkeit und Zähigkeit ist werkstoffabhängig. Eine homogene, feine bainitische Mikrostruktur aus dünnen Ferritlanzetten und filmartiger Sekundärphase kann durch schnelle Umwandlungszeiten oder kontinuierliche Umwandlung erreicht werden. Ein höherer Chromgehalt senkt die Bainitstarttemperatur, während er bei isothermer Umwandlung im oberen Temperatu