Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at
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M18: Hochverformung – Nanokristallisierung<br />
Abbildung 2:<br />
Gegenüberstellung <strong>der</strong> Mikrostruktur von reinem Eisen (linkes Bild, REM-Aufnahme) und einem austenitischen<br />
Stahl (rechtes Bild, TEM-Hellfeld-Aufnahme) nach Raumtemper<strong>at</strong>urverformung auf jeweils 3200 %.<br />
Zu beachten ist die unterschiedliche Vergrößerung <strong>der</strong> Aufnahmen.<br />
Bei den Verfahren <strong>der</strong> Hochverformung a) Equal<br />
Channel Angular Extrusion (ECAE), b) High Pressure<br />
Torsion (HPT), c) Cyclic Channel Die Compression<br />
(CCDC), d) Cyclic Extrusion Compression (CEC),<br />
e) Continuous Extrusion Forming (CONFORM) und<br />
f) Accumul<strong>at</strong>ive Roll Bonding (ARB) wird versucht,<br />
den Wettbewerb zwischen Verformung und Bruch<br />
möglichst weit zu Gunsten <strong>der</strong> Verformung zu verschieben.<br />
Wichtigster Punkt dabei ist, Zugspannungen<br />
zu vermeiden und die Verformung so weit wie<br />
möglich in den „Druckbereich“ zu verschieben. Bei<br />
allen Verfahren werden höchste Verformungsgrade<br />
erreicht, da prozessbedingt, o<strong>der</strong> durch spezielle<br />
Tricks, <strong>der</strong> Querschnitt des M<strong>at</strong>erials bei <strong>der</strong> Verarbeitung<br />
unverän<strong>der</strong>t bleibt und somit bruchauslösende<br />
geometrische Entfestigung verhin<strong>der</strong>t wird.<br />
Weltweit gibt ist <strong>der</strong>zeit nicht mehr als eine Handvoll<br />
Institutionen die Hochverformung selbst betreiben.<br />
Am Erich-Schmid-Institut <strong>der</strong> Österreichischen<br />
Akademie <strong>der</strong> Wissenschaften sind seit 1999 die<br />
in Abb. 1 dargestellten Verfahren ECAE, HPT und<br />
CCDC zur wissenschaftlichen Untersuchung <strong>der</strong><br />
Hochverformung installiert.<br />
Alle diese drei Verfahren unterliegen einer stetigen<br />
Weiterentwicklung, wobei das CCDC eine institutseigene,<br />
p<strong>at</strong>entierte Hochverformungsvariante<br />
darstellt. Die installierte HPT-Einrichtung, bei <strong>der</strong><br />
das scheibenförmige M<strong>at</strong>erial zwischen zwei Pressstempeln<br />
durch reine Torsion verformt wird, stellt<br />
die weltweit einzige Einrichtung dar, bei <strong>der</strong> sowohl<br />
<strong>der</strong> hydrost<strong>at</strong>ische Druck bei <strong>der</strong> Hochverformung,<br />
die Verformungsgeschwindigkeit und -temper<strong>at</strong>ur<br />
frei gewählt werden können, womit dieses Werkzeug<br />
zu Recht als das „St<strong>at</strong>e of the Art“-Instrument<br />
zur wissenschaftlichen Untersuchung <strong>der</strong> Hochverformung<br />
angesehen werden kann.<br />
Die Untersuchungen <strong>der</strong> letzten Jahre haben<br />
gezeigt, dass die Eigenschaftsän<strong>der</strong>ungen mit<br />
steigen<strong>der</strong> Hochverformung ganz wesentlich vom<br />
verarbeiteten M<strong>at</strong>erial selbst abhängen. Dabei spielen<br />
Parameter wie die Umformtemper<strong>at</strong>ur rel<strong>at</strong>iv zur<br />
Schmelztemper<strong>at</strong>ur des verarbeiteten M<strong>at</strong>erials,<br />
dessen Stapelfehlerenergie und die Verformungsgeschwindigkeit<br />
eine wesentliche Rolle. Weiters h<strong>at</strong><br />
sich für eine breite Spanne unterschiedlicher Metal-<br />
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<strong>Handbuch</strong> <strong>der</strong> <strong>Nanoanalytik</strong> <strong>Steiermark</strong> <strong>2005</strong>