Die Konstitution von Mischschweißgütern hoch Mn-haltiger Stähle

Von:

Benjamin Wittig

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Austenitische hoch Mn-haltige Stähle, kurz Fe-Mn-Stähle, besitzen aufgrund ihrer herausragenden mechanisch-technologischen Eigenschaften in Form von hohen Zugfestigkeiten bei gleichzeitig sehr hohen Bruchdehnungen ein großes Einsatzpotential für automobile Anwendungen. Im Bereich der thermischen Fügetechnik ergeben sich jedoch bei der Integration der Fe-Mn-Stähle in bereits bestehende Konstruktionen aus bewährten Karosseriestählen, wie ferritischen, mikrolegierten Stählen oder pressgehärteten, martensitischen Mangan-Bor-Stählen gravierende Herausforderungen. So ist beim Schweißen von Mischverbindungen mit hoch Mn-haltigen Stählen in Abhängigkeit der Fügepartner und Aufmischungen mit einer ausgeprägten Bildung unerwünschter martensitischer Härtegefüge im Schweißgut zu rechnen, welche die Verbindungseigenschaften negativ beeinflussen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht daher in der Untersuchung der Konstitution von Mischschweißgütern hoch Mn-haltiger Stähle. Mithilfe einer Methode zur experimentellen Schweißgutsimulation werden eine Vielzahl Mischschweißgütern in unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen und unter Variation der Abkühlrate hergestellt. Die resultierenden Gefügearten werden mithilfe von metallographischen Analysen und Feinstrukturanalyseverfahren identifiziert. Auf Basis des damit erzeugten umfangreichen Datensatzes werden funktionale Zusammenhänge zwischen chemischer Zusammensetzung und resultierendem Gefüge im Schweißgut ermittelt. Im Ergebnis werden zwei neue abkühlratenabhängige Konstitutionsschaubilder entwickelt, die mittels MSG- und RP-Schweißungen validiert werden. Weiterhin werden Hinweise zum Umgang mit den neu entwickelten Konstitutionsschaubildern gegeben, die eine zuverlässige Gefügevorhersage ermöglichen.