New findings on the mechanisms during mechanical alloying of a Fe-Y2O3 model alloy and an oxide dispersion strengthened high-alloyed steel

Titel in Übersetzung: Neue Erkenntnisse über den Mechanismus des mechanischen Legierens einer Fe-Y2O3 Modell Legierung und eines oxid verstärkten hochlegierten Stahls

Gerald Ressel

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Mechanisches Legieren ist eine etablierte Methode nanokristalline Materialien sowie Werkstoffe im metastabilen Zustand aus gegenseitig unlöslichen Ausgangselementen zu produzieren. Dies ist auch der Fall für mit Oxiden verstärkte (oxide dispersion strenghtened, ODS) Stähle, welche verbesserte mechanische Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen aufweisen. Es ist bereits bekannt, dass schon eine kleine Zugabe von Y2O3 einen positiven Effekt auf die Hochtemperaturfestigkeit hat und die Kriechrate bei mechanisch legierten ferritischen Stählen um sechs Größenordnungen erhöhen kann. Diese Arbeit ist in zwei Abschnitten unterteilt. Der erste Teil beschäftigt sich mit einer experimentellen Untersuchung von mechanisch legierten Pulverpartikel, bei der Atomsondentomographie, Röntgenphotoelektronenspektroskopie und Positronenannihilations-spektroskopie angewendet wurde, um Verteilung und Verhalten von Y und O im mechanisch legierten Pulvern zu untersuchen. Anhand dieser Untersuchungen wurde gezeigt, dass sich das Y2O3 Pulver in der Fe-Matrix löst und sich die Y Atome an günstigen Stellen, wie zum Beispiel Leerstellen, anlagern. Zusätzlich wurden ab-initio Berechnungen durchgeführt, welche die experimentellen Untersuchungen unterstützten und zeigten, dass die Bildungsenergie für substitutionelle Y Atome in ferritischen Fe in der unmittelbaren Nähe von Leerstellen signifikant niedriger ist. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden die Prozessrouten eines hochlegierten Stahls mit der eines ODS Stahls zusammengeführt und mittels Atomsondentomographie analysiert. Der mit Oxidteilchen verstärkte, hochlegierte Stahl wies nach dreimaligen Anlassen bei 700 °C für je 2h einen Anstieg der Härte von 21 HRC auf.
Titel in ÜbersetzungNeue Erkenntnisse über den Mechanismus des mechanischen Legierens einer Fe-Y2O3 Modell Legierung und eines oxid verstärkten hochlegierten Stahls
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Keckes, Jozef, Beurteiler B (intern)
  • Clemens, Helmut, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2014

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 21-01-2019

Schlagwörter

  • ODS
  • mechanisches Legieren
  • Fe
  • hochlegierter Stahl
  • Y2O3
  • Mechanismus

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