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Modellierung und Charakterisierung der Wechselwirkung interstitieller Fremdatome in austenitischen Eisenlegierungen
Tobias A. Timmerscheidt (Taschenbuch, Deutsch)
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Beschreibung
Ein umfassendes theoretisches Verständnis von atomistischen Wechselwirkungen in Stahlwerkstoffen könnte langfristig ein vereinfachtes theoriegeleitetes Werkstoffdesign ermöglichen. Hochmanganstähle der Zusammensetzung Fe–Mn–Al–C stellen eine bedeutende Klasse moderner hochfester Stähle dar und bestehen überwiegend aus einer ungeordneten austenitischen (fcc) Metallmatrix sowie ferngeordneten… κ-Karbidausscheidungsphasen.
In der vorliegenden Arbeit wird die Wechselwirkung zwischen Metallatomen und interstitiellen Fremdatomen (C, H, B, N) in diesen beiden Phasen untersucht, sowohl statisch mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT) als auch dynamisch mittels Molekulardynamiksimulationen (MD) auf Basis von semiempirischen Potentialen.
Mithilfe von DFT-Rechnungen werden Nahordnungen in Austenit untersucht, die aus der Bevorzugung von Zwischengitterpositionen mit einer bestimmten Besetzung der umgebenden Gitterpositionen mit den Metallen Fe, Mn, Al durch interstitielle C-Atome resultieren. Zudem werden interstitielles B und N betrachtet sowie die Substitution von Mn und Al mit Cr, Co, Ni, Mg und Si, wobei sich die Elemente der zweiten Periode, die Hauptgruppenmetalle und die Übergangsmetalle untereinander qualitativ ähnlich verhalten. Die Fähigkeit von κ-Karbiden, diffusiven Wasserstoff zu binden und damit Wasserstoffversprödung zu hemmen, wird mittels DFT untersucht. Kohlenstoffleerstellen in κ-Karbiden werden als günstige Wasserstofffallen identifiziert. Die Diffusion von Kohlenstoff in γ-Eisen wird mithilfe von MD-Simulationen auf Basis eines publizierten Fe–C-MEAM-Potentials berechnet. Sodann wird eine MEAM-Parametrisierung für (fcc)-Fe–Al–C entwickelt, die einige Eigenschaften von Kohlenstoff in fcc-Fe–Al sowie in κ-Karbiden zufriedenstellend reproduzieren kann. Dieses Produkt haben wir gerade leider nicht auf Lager.
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Technische Daten
Erscheinungsdatum
15.10.2018
Sprache
Deutsch
EAN
9783844062007
Herausgeber
Shaker
Serien- oder Bandtitel
Berichte aus der Chemie
Sonderedition
Nein
Autor
Tobias A. Timmerscheidt
Seitenanzahl
134
Auflage
1
Einbandart
Taschenbuch
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