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Florian Tang
Calphad-based Alloy Design of Multiphase High Manganese Steels with Aluminium
The Al-Fe-Mn-C steel system has been thermodynamically evaluated, including a completely new assessment of the Al-Mn-C system as well as partial renewals of the Al-Fe-C and Al-Fe-Mn-C systems, all considering new experimental data. Special focus was put on the integration of ab initio calculations for phase stabilities and meta-stable extrapolations to inform the Calphad modeling. In the light of new experimental data, the phase model of κ, a ternary (Fe3AlC, Mn3AlC) as well as quaternary (Fe,Mn)3AlC phase was extended. Mechanisms and properties of high Mn steels and their connection with Calphad principles are discussed. Beyond the Calphad modeling, the non-stoichiometry and experimental findings concerning the κ phase stability and structure are elucidated. Calphad calculations with the new database are compared to experimental data and exemplary Fe-Mn-Al-C steel alloys to evaluate the predictive capabilities.
Das Legierungssystem der Fe-Mn-Al-C Stähle wurde unter thermodynamischen Gesichtspunkten ausgewertet. Eine komplett neue Modellierung des Mn-Al-C Systems, sowie eine teilweise Erneuerung des Fe-Al-C und Fe-Mn-Al-C Systems erfolgte auf der Basis neuester experimenteller Erkenntnisse. Besonderes Augenmerk wurde auf die Integration von ab initio Berechnungen gelegt, welche die Grundlage der Calphad-Modellierung bilden und die Bestimmung von metastabilen Phasenextrapolationen ermöglichten. Die Stöchiometrie und thermodynamische Stabilität der κ-Phase - als ternäre (Fe3AlC, Mn3AlC) und quaternäre (Fe,Mn)3AlC Phase der Hoch-Mn-Stähle mit Al - wurde über die Calphad-Modellierung hinaus detailliert untersucht. Die Qualität der Calphad-Berechnungen und ihre Eignung zur zielgerichteten Legierungsentwicklung wurde anhand von exemplarischen Fe-Mn-Al-C-Stählen überprüft.
Das Legierungssystem der Fe-Mn-Al-C Stähle wurde unter thermodynamischen Gesichtspunkten ausgewertet. Eine komplett neue Modellierung des Mn-Al-C Systems, sowie eine teilweise Erneuerung des Fe-Al-C und Fe-Mn-Al-C Systems erfolgte auf der Basis neuester experimenteller Erkenntnisse. Besonderes Augenmerk wurde auf die Integration von ab initio Berechnungen gelegt, welche die Grundlage der Calphad-Modellierung bilden und die Bestimmung von metastabilen Phasenextrapolationen ermöglichten. Die Stöchiometrie und thermodynamische Stabilität der κ-Phase - als ternäre (Fe3AlC, Mn3AlC) und quaternäre (Fe,Mn)3AlC Phase der Hoch-Mn-Stähle mit Al - wurde über die Calphad-Modellierung hinaus detailliert untersucht. Die Qualität der Calphad-Berechnungen und ihre Eignung zur zielgerichteten Legierungsentwicklung wurde anhand von exemplarischen Fe-Mn-Al-C-Stählen überprüft.
Schlagwörter: Calphad; Al--Mn--C; Stähle; steels
Werkstoffanwendungen im Maschinenbau
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Christoph Broeckmann, Aachen
Band 16
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