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Strain-rate sensitivity in high pressure torsion of steel, iron and nickel
Julius Daniel Schniewind
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Erhard Schafler
Mitbetreuer*in
Daria Setman
DOI
10.25365/thesis.70504
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11220.15848.985660-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der Einfluss der Dehnrate auf die Verfestigung von Metallen bei Kaltverformung wird im Allgemeinen als konstant angenommen. Es existieren allerdings nur wenige Untersuchungen,
die sich mit dem Einfluss der Dehnrate bei Dehnungen durch Ultra-Hochverformung auseinandersetzen.
In der vorliegenden Arbeit wurde Sandvik Bioline 316LVM austenitischer rostfreier Stahl durch Hochdrucktorsion verformt. Dabei wurden verschiedene Dehnraten verwendet.
Das mechanische Verhalten der Probe wurde während der Verformung anhand des anliegenden Drehmoments gemessen. Diese Messungen wurden in Verformungskurven
aufgezeichnet, die jeweiligen Sättigungen am Ende der Verformungen wurden
definiert und anhand der verschiedenen Dehnraten verglichen. Zusätzlich wurde mit
Vickers-Härte Messungen die in-situ gemessene Spannung mit der Probenhärte nach
Beendigung der Hochdruckverformung bei Umgebungsdruck verglichen. Mittels dynamischer
Differenzkalorimetrie wurden weitere Unterschiede zwischen Proben, die mit
unterschiedlicher Dehnrate verformt wurden ermittelt.
Neben der indirekten Analyse durch das Vergleichen der Messungen mit unterschiedlichen
Dehnraten wurde der Parameter für den Einfluss der Dehnrate explizit errechnet. Beide
Ansätze deuten auf eine Abweichung von dem etablierten linearen Zusammenhang zwischen
den Logarithmen von Spannung und Dehnrate bei niedrigeren Dehnraten hin.
Stattdessen zeigt sich eine polynomiale Abhängigkeit mit einer maximalen Spannung
und einem Vorzeichenwechsel bei höheren Dehnraten.
Abstract
(Englisch)
For work hardening by plastic deformation the strain-rate sensitivity is widely accepted
to be constant. However, there are few investigations of the strain-rate sensitivity at
very high strain values in severe plastic deformation.
In the course of this thesis, Sandvik Bioline 316LVM austenitic stainless steel was deformed
by high pressure torsion using an array of different strain-rates. The material
response was recorded during the deformation process using the live applied torque.
Those measurements in the form of deformation curves were analysed for their saturated
state at the end of the deformation process and compared between the different
strain-rates. Additionally, Vickers-hardness measurements were conducted to compare
the in-situ saturated state of the sample with the sample state after relieving the pressure.
To further investigate the strain-rate sensitivity, differential scanning calorimetry
measurements were done to add to the comparison of the samples deformed with different
strain-rates.
Not only was the data compared, but the explicit strain-rate sensitivity was calculated
as well. Both the comparison and the explicit strain-rate sensitivity hint towards a
deviation from the linear correlation in the logarithmic plot of stress versus strain-rate
observed at lower strain-rates. Instead, the data suggests a polynomial dependence
with a maximum stress achieved at a certain strain-rate and a negative strain-rate
sensitivity at higher strain-rates.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Strain-rate sensitivity Severe plastic deformation High-pressure Torsion
Schlagwörter
(Deutsch)
Dehnrate Hochdruckverformung Hochdrucktorsion
Autor*innen
Julius Daniel Schniewind
Haupttitel (Englisch)
Strain-rate sensitivity in high pressure torsion of steel, iron and nickel
Paralleltitel (Deutsch)
Einfluss der Dehnrate bei Hochdrucktorsionsverformung von Stahl, Eisen und Nickel
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
80 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Erhard Schafler
AC Nummer
AC16487256
Utheses ID
60672
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |