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Strain-induced martensite formation in metastable austenitic steels with varying carbon content

  • Ulrich Krupp , Charles G. West , Huiping Duan und Hans-Jürgen Christ EMAIL logo
Veröffentlicht/Copyright: 3. Januar 2022
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Abstract

Fatigue tests are performed on cylindrical, sheet and foil specimens to investigate the strain-induced martensitic transformation of austenitic steels. The tests set a variety of strain amplitudes and temperatures as well as various carbon concentrations for the investigated materials in order to broaden the scope of the martensitic transformation and thereby its characterization. It is confirmed that there is a threshold value of plastic strain amplitude for the investigated materials above which the incremental increase in martensite volume fraction in the specimen under continued cyclic loading is of significance. Block-loading tests indicate that cycles at amplitudes below this threshold do not contribute to the austenite transformation. Thermodynamic calculations are applied in order to provide information on the stability of the material with regard to carbon content. It is shown that carbon concentration can be established by gas charging of the materials so that the driving force for transformation can be adjusted purposefully.

Abstract

Es wurden Ermüdungsversuche an zylinderförmigen Proben, Blechproben und Folien durchgeführt, um die dehnungsinduzierte Martensitbildung in austenitischen Stählen zu untersuchen. Neben der Geometrie wurden die Beanspruchungsamplitude, die Versuchstemperatur und der Kohlenstoffgehalt des Probenmaterials variiert, um die Stärke des Einflusses dieser Parameter auf das Umwandlungsverhalten zu charakterisieren. Die Ergebnisse bestätigen, dass ein Beanspruchungsschwellenwert überschritten werden muss, um einen kontinuierlichen Anstieg des Martensitvolumenbruchteils bei zyklischer Belastung zu erhalten. Blockversuche zeigten, dass die Zyklen mit Amplituden unter diesem Schwellenwert nicht zur Umwandlung des Austenits beitragen. Um Informationen über den Einfluss des Kohlenstoffgehalts auf die Stabilität der austenitischen Matrix zu erhalten, wurden thermodynamische Berechnungen zur Auf- und Entkohlung durchgeführt. Die Einstellung des Kohlenstoffgehaltes mit Hilfe einer Gasbe- oder -entladung ermöglicht es, die Triebkraft der martensitischen Umwandlung gezielt einzustellen.


Dedicated to Professor Dr. Haël Mughrabi on the occasion of his 65th birthday

The Deutsche Forschungsgemeinschaft is gratefully acknowledged for financial support under grant CH92/16–1

Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Christ Institut für Werkstofftechnik Universität Siegen D-57068 Siegen, Germany Tel.: +49 271 740 4657 Fax: +49 271 740 2545

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Received: 2002-03-02
Published Online: 2022-01-03

© 2002 Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Frontmatter
  2. Editorial
  3. Editorial
  4. Articles/Aufsätze
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  26. Self-diffusion of 71Ge and 31Si in Si –Ge alloys
  27. On localised corrosive attack, stress corrosion cracking and corrosion fatigue effects in a hardmetal cutting-tool material
  28. The internal stress during growth of SiC single crystals
  29. Notifications/Mitteilungen
  30. Personal/Personelles
  31. Books/Bücher
  32. DGM Conferences/Training
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