EBSD-Untersuchungen zur kristallographischen Orientierungsstreuung bei der martensitischen Umwandlung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Gert Nolze, seit 6/2013; Professorin Dr. Victoria Yardley
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225513160

Bei der martensitischen Umwandlung verändert sich der kristalline Aufbau metallischer Legierungen durch eine kollektive, diffusionsfreie Bewegung der Atome. Dieser Prozess wird in vielen Materialien ausgenutzt, z.B. in Formgedächtnis-Legierungen, oder zur Einstellung guter mechanischer Eigenschaften (in Stählen) durch die Erzeugung eines feinen Gefüges bestehend aus einer Vielzahl kristallographischer Varianten. In Fe-Legierungen beobachtet man experimentell eine große Streuung der Orientierungsbeziehungen (OB) als auch der Habitusebenen zwischen benachbarten Varianten, so dass die OB häufig bis zu einigen Grad von den üblicherweise verwendeten, idealisierten Modellen von Nishiyama-Wassermann bzw. Kurdjumov-Sachs abweichen. Die Bestimmung real-existierender OB mittels konventioneller Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) ist extrem aufwendig und erfordert in der Regel das Vorhandensein von Restaustenit. Zudem ist der analysierbare Bereich bei TEM-Untersuchungen lokal stark eingeschränkt. Die Beugung rückgestreuter Elektronen im Rasterelektronenmikroskop (EBSD) hat sich in den letzten Jahren zu einer vollautomatisierten Technik mit hoher Messgeschwindigkeit entwickelt, die eine ortsauflösende kristallographische Charakterisierung von Gefügen zulässt. In dem geplanten Forschungsvorhaben sollen die OB mittels EBSD direkt analysiert werden. Die statistische Aussagekraft der gesammelten Daten (es können ~1E4 mehr Grenzflächen betrachtet werden als bei konventionellen TEM-Untersuchungen) soll helfen, die Ursachen für die beobachtete Streuung, sowie Faktoren, die das Ausmaß der Streuung beeinflussen, näher zu beleuchten. Die Ergebnisse werden mit Modellen der martensitischen Umwandlung verglichen, um deren theoretische Grundlagen experimentell zu untermauern bzw. weiter zu entwickeln. Ziel ist die verbesserte, EBSD-basierte Rekonstruktion von ehemaligen Austenit-Körnern anhand des Martensits, was die Voraussetzung für ein verbessertes Verständnis darstellt, auf welche Weise das ehemalige Austenit-Gefüge die Eigenschaften des Umwandlungsprodukts beeinflusst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Eric J. Payton, Ph.D., bis 6/2013