Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, ausferritische Gusseisen mit Kugelgraphit durch gezielte Anpassung von chemischer Zusammensetzung und Wärmebehandlung so zu einzustellen, dass eine dehnungsinduzierte Martensitbildung erfolgt. Dazu wird die mikromechanische Stabilität des Austenits, quantifizierbar über die Stapelfehlerenergie (SFE), durch geeignete Einflussgrößen so eingestellt, dass die plastische Verformung im Zugversuch eine martensitische Umwandlung hervorruft. Ziel des Projektes ist es, den Einfluss der die Austenitstabilität bestimmenden Faktoren Siliziumgehalt, Wärmebehandlungsparameter und Belastungstemperatur zu untersuchen und zu quantifizieren. Die Wirkung dieser Parameter auf die SFE, die mechanischen Eigenschaften, die Fähigkeit zur mechanisch induzierten Martensitbildung, das Ausmaß und den Mechanismus dieser Martensitbildung sowie die Wechselwirkung zwischen Stapelfehlern und Martensitbildung sollen erfasst werden.

Zur umfassenden Charakterisierung des Werkstoffverhaltens kommen mechanische Tests sowie Röntgen- und Elektronendiffraktometrie zum Einsatz. Die mechanisch induzierte Martensitbildung und deren Auswirkungen werden durch Zugversuche bei unterschiedlichen Temperaturen analysiert, wobei die Spannungsabhängigkeit der Umwandlung anhand des Verfestigungsverhaltens erfasst wird. Der Austenitanteil sowie der mechanisch und thermisch aktiviert in Martensit umgewandelte Anteil werden röntgendiffraktometrisch an mechanisch unbelasteten und belasteten Bereichen der Proben gemessen. Die SFE wird durch Auswertung von XRD-Intensitätskurven bestimmt. Art, Morphologie und Lokalisation der auftretenden Martensitformen werden mit EBSD in Bereichen unterschiedlicher Spannung erfasst. Durch die Variation von Einflussgrößen in einem statistischen Versuchsplan werden unterschiedliche Austenitstabilitäten eingestellt und die Effekte und Interaktionen der Eingangsgrößen bezüglich mechanischer und mikrostruktureller Ausgangsgrößen erfasst. Durch Verknüpfung der Ergebnisse, statistische Auswertung und mathematische Modellierung wird die dehnungsinduzierte Martensitbildung in ADI charakterisiert. Die gewählten Grenzen des Parameterraums der Eingangsgrößen umfassen dabei den gesamten Bereich, in dem ADI aktuell und perspektivisch angewendet werden kann. Die aufgenommenen Messwerte können dann über den gesamten Parameterraum interpoliert werden.

Erstmals soll in diesem Projekt die Messung der SFE von unterschiedlich eingestelltem Austenit in ADI, bzw. in kohlenstoffstabilisiertem Austenit erfolgen. Die Kombination der angewendeten Untersuchungsmethoden erlaubt die umfassende Beschreibung des TRIP-Effekts in ADI. Diese wird mit dem Ziel einer nachfolgenden praktischen Verwertung verfasst und erlaubt perspektivisch die Erweiterung des Anwendungsbereichs von ADI.

Laufzeit: 01. Juni 2025 - 31. Mai 2028

Finanzierung: DFG

Ansprechpartner: Patrick Lachart, Felix Stieler