In-situ-Untersuchung von Austenitkornwachstumsprozessen in Stählen mittels Hochtemperatur-Laser-Scanning-Konfokal-Mikroskop

Zusammenfassung

Die Austenitkorngröße ist ein wichtiger Faktor zur Einstellung der finalen Produkteigenschaften in der Stahlherstellung. Die Ermittlung des Kornwachstums bei hohen Temperaturen erfolgt konventionell über isotherme Glühversuche mit anschließendem Abschrecken und einer metallografischen Analyse der Korngröße. Eine Alternative zur direkten Bestimmung des Austenitkornwachstums stellt die Hochtemperatur Laser-Scanning-Konfokal-Mikroskopie (HT-LSCM) dar, wie sie am Lehrstuhl für Eisen und Stahlmetallurgie an der Montanuniversität Leoben durchgeführt wird. Durch den auftretenden thermischen Ätzeffekt kann das Kornwachstum in-situ beobachtet und damit die Korngröße zu beliebigen Zeitpunkten bestimmt werden. Der thermische Ätzeffekt selbst ist dabei weitgehend unabhängig vom Kohlenstoffgehalt der Legierung. In nur einem Versuch kann so das Kornwachstum für eine bestimmte Temperaturkurve ermittelt werden und zudem wichtige Informationen wie Einfluss von Legierungselementen oder Ausscheidungen abgeleitet werden.

Abstract

In steel production and processing, austenite grain size is one key factor for assuring the desired material properties of the final product. Within conventional approaches, the quantitative description of grain growth is based on isothermal grain size measurements on post processing samples. An alternative method for direct grain growth observations is the High-Temperature Laser-Scannning-Confocal-Microscopy. The occurring thermal etching effect enables in-situ grain growth observations and the measurement of the mean grain size at any desired time step, even for low and ultra-low carbon steels. Just one test provides the entire grain growth curve for a given thermal cycle and generates important information about the influence of alloying elements and second phase particles on growth kinetics.