Design, implementation, and application of original methods for the microstructural characterization of powder metallurgy tool steels

In dieser Arbeit wurden neue Methoden zur mikrostrukturellen Beschreibung pulvermetallurgisch hergestellter hochlegierter Werkzeugstähle entwickelt und implementiert. Diese zielen auf die zahlenmäßig messbare Beschreibung der morphologischen Eigenschaften von Karbiden ab. Die vorgestellten Ansätze basieren auf physikalischen Deskriptoren, die so ein Verständnis der Mikrostrukturbildung unter Berücksichtigung der zugrunde liegenden stochastischen Mechanismen fördern. Die entwickelten Techniken wurden angewandt, um die Auswirkungen der Prozessvariablen des heißisostatischen Pressens auf Karbidgröße, -form und -anordnung des Schnellarbeitsstahls PM HS 3-3-4 zu untersuchen. Dabei wurden bisher unbekannte Zusammenhänge von Herstellungsverfahren und Gefügebildung beschrieben, die das Verständnis der Mikrostrukturentstehung in diesem besonderen Bereich der Werkstoffwissenschaft und -technik voranbringen.This work proposes and implements novel microstructural characterization methods that serve as tools to both describe and understand the carbide morphological traits of powder metallurgy high-alloyed tool steels. To that end, the presented approaches are built around physical descriptors that effortlessly motivate the discussion of the underlying stochastic mechanisms that are responsible for microstructure formation. Using the developed techniques, this dissertation explores the effect of the process variables during hot isostatic pressing, the most widespread manufacturing route for PM tool steels, on the carbide size, shape, and arrangement of the commercially available high-speed steel PM HS 3-3-4. In this process, new process-structure links were revealed that bring us one step closer to fully understanding this particular corner of Materials Science and Engineering