Kinetik der Phasenumwandlung in Ausferritischem Gusseisen (ADI)

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Hartmut Hoffmann; Professor Dr. Winfried Petry
• Subject Area: Thermodynamics and Kinetics as well as Properties of Phases and Microstructure of Materials ; Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 147580132

Ausferritische Gusseisenwerkstoffe (Austempered Ductile Iron, ADI) zeichnen sich durch eine hervorragende Kombination aus hoher Festigkeit und Zähigkeit aus. Damit können sie als Leichtbauwerkstoff eingesetzt werden und stellen eine interessante wirtschaftliche Alternative zu Stahlguss, Schmiedestählen und Aluminium dar.Zur Herstellung von ADI wird Gusseisen mit Kugelgraphit einer speziellen Wärme¬behand¬lung unterzogen, in der das Material zunächst bei 850°C - 950°C austenitisiert und an¬schlie¬ßend bei 250°C - 450°C isotherm ausgelagert wird. Dabei entsteht eine Mikrostruktur aus Graphitkugeln, Ferritnadeln und hoch kohlenstoffhaltigem Restaustenit. Die mechanischen Eigenschaften der ADI-Werkstoffe hängen stark vom Anteil und der Verteilung dieser Pha¬sen ab und können über die Wahl der Prozesstemperaturen und der Auslagerungszeiten ein¬ge-stellt werden. Dabei müssen enge Prozessfenster eingehalten werden, um die Entstehung von versprödenden Phasen wie Martensit oder Zerfallskarbiden zu vermeiden.Zum tieferen Verständnis dieser Prozessfenster und der komplexen ADI-Reaktionen ist die Messung der Phasenumwandlungskinetik erforderlich. Die In-situ-Neutronendiffraktometrie bietet im Gegensatz zu anderen Untersuchungsverfahren wie Mikroskopie, Röntgen-diffraktometrie oder Dilatometrie die Möglichkeit zur vollständigen, kontinuierlichen und phasen¬selektiven Messung von Umwandlungskinetik und der für den Gesamtprozess wich-tigen Kohlenstoffkonzentration der einzelnen Gefügebestandteile.Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, mittels In-situ-Neutronendiffraktionen an der Forschungsneutronenquelle FRM II der TU München unter fortlaufender Optimierung der Messverfahren und der Wärmebehandlungseinrichtungen die Phasenumwandlungs¬kinetik industrieüblicher ADI-Werkstoffe während der Wärmebehandlung in Abhängigkeit der ther-mischen Parameter zu charakterisieren

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Israel
• Participating Persons: Professor Dr.-Ing. Menachem Bamberger; Dr.-Ing. Roland Golle; Dr. Michael Hofmann; Professor Dr. Peter Schaaf; Professor Dr. Ewald Werner