Zum Einfluss verschiedener Oberflächenbehandlungen auf die Randschichteigenschaften und das Ermüdungsverhalten hochmanganhaltiger Stähle

Hochmanganhaltige Stähle (HMnS) sind im Vergleich zu konventionellen Stählen durch hohe Festigkeiten bei einer gleichzeitig ausgezeichneten Duktilität charakterisiert. Diese außergewöhnlichen Eigenschaften lassen sich auf die Aktivierung unterschiedlicher Verformungsmechanismen zurückführen: Neben reinem Versetzungsgleiten können eine verformungsinduzierte Zwillingsbildung (TWIP-Effekt) sowie eine verformungsinduzierte martensitische Phasenumwandlung
(TRIP-Effekt) auftreten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss verschiedener Oberflächenbehandlungsverfahren auf die Randschichteigenschaften und das Ermüdungsverhalten des hochmanganhaltigen Stahls X40MnCrAl19-2 untersucht. Neben dem Kugelstrahlen kam dabei vorwiegend das Festwalzen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus zum Einsatz. Unter Verwendung hochauflösender elektronenmikroskopischer Analysemethoden sowie der Röntgendiffraktometrie wurden tiefgehende Einblicke in die mikrostrukturellen Mechanismen der oberflächenbehandelten Randschichten gewonnen. Eine detaillierte Analyse des zyklischen Spannung-Dehnung-Verhaltens (ZSD-Verhalten) ermöglichte im Zusammenspiel mit den Randschichteigenschaften schließlich eine Bewertung der Ermüdungseigenschaften der randschichtbehandelten Zustände im Zeitfestigkeitsbereich.