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August 2014
Daniel Keil
Beitrag zur Schweißeignung hoch manganhaltiger Stähle
In der vorliegenden Arbeit werden vier austenitische hoch manganhaltige Stähle, die sich deutlich in den Kohlenstoff-, Mangan-, Aluminium- und Siliziumgehalten unterscheiden, hinsichtlich ihrer Schweißeignung untersucht. Grundlage bilden Untersuchungen zum Ausscheidungs- und Umwandlungsverhalten der vier Legierungen. Hierzu gehören die physikalische Gefügesimulation anhand für das Schweißen typischer Temperatur-Zeit-Verläufe sowie die Messung der thermo-physikalischen Eigenschaften. In Bezug auf die Bewertung der Schweißeignung werden hierbei das Erstarrungsintervall, die Wärmeleitfähigkeit als auch der Wärmeausdehnungskoeffizient betrachtet. Anknüpfend erfolgt die Bestimmung der Heißrissempfindlichkeit der Grundwerkstoffe mittels fremdbeanspruchten Proben (PVR-Test) sowie durch eine im Rahmen der Arbeit entwickelte selbstbeanspruchende Probe (Lap Joint Test). Die MAG-Schweißungen werden artgleich als auch in Mischverbindung mit verzinkten ferritischen Stählen mit eigens für die hoch manganhaltigen Stähle entwickelten Fülldrahtelektroden durchgeführt. Die Laserstrahlschweißungen werden ebenso artgleich als auch in Mischverbindung mit den verzinkten ferritischen Stählen hergestellt. Die Auswertung der Schweißungen erfolgt hinsichtlich der aus dem Schweißzyklus resultierenden metallurgischen Besonderheiten sowie im Hinblick auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Verbindungen. Für die Laserstrahlschweißungen erfolgt zusätzlich eine Bewertung des Umformverhaltens. Abschließend wird auf Basis der Untersuchungsergebnisse die Schweißeignung in Abhängigkeit der Legierungskonzepte als auch der thermischen Fügeverfahren bewertet.
Keywords: Schweißeignung; FeMn; TWIP; Heißriss; LME
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