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Effiziente Prozessketten und neue hochfeste (bainitische) Stähle zur flexiblen Darstellung hoch beanspruchter Strukturbauteile (HDB-Schmiedestahl)

Status abgeschlossen
Ziele


1. Reduktion der Produktionskosten durch eine gegenüber Vergütungsstähle vereinfachte
Die im Rahmen des Projektes zu entwickelnden Stähle samt der zugehörigen Prozesskette, sollen sich bezüglich der technologischen Eigenschaften mit Vergütungsstählen messen lassen (siehe weitere Ziele) ohne dabei den kostenträchtigen Vergütungsprozess zu benötigen. Wirtschaftlich bedeutet dies neben der Produktionskostenreduktion, eine Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit sowie die Potenziale zur Erweiterung des Produktspektrums und Erschließung neuer Märkte. Insbesondere bei KMU (hier wird die Wärmebehandlung meist extern durchgeführt) bedeutet dies ferner eine Reduktion der Durchlaufzeiten in der Produktion.

2. Entwicklung neuer hochfester und duktiler Werkstoffe für die Herstellung von massivumgeformten Strukturbauteilen
Hierbei werden unter Berücksichtigung der einfachen und kostengünstigen Prozesskette und der Zerspanbarkeit, die folgenden mechanischen Eigenschaften der Bauteile angestrebt (Mindestwerte): 850 MPa Streckgrenze, 1200 MPa Zugfestigkeit, 27 JRT-Zähigkeit und 10% Bruchdehnung. Diese
Eigenschaftskombination aus hoher Festigkeit bei gleichzeitig hoher Zähigkeit ist bei den heutigen technischen Schmiedestählen nicht verfügbar.

3. Entwicklung einer numerisch basierten Vorgehensweise zur Entwicklung und Optimierung von Prozessen der Massivumformung mit Vorhersage der mechanischen Eigenschaften
Zur Entwicklung und Optimierung von aufeinander abgestimmten Prozessen und Werkstoffen sollen gefügebasierte numerische Ansätze zur Vorhersage der lokalen mechanischen Eigenschaften im Bauteil als Funktion von Werkstoff und Parametern der Umformung und Abkühlung entwickelt werden.

4. Entwicklung und Erprobung einer neuartigen verkürzten Prozesskette zur Herstellung von massivumgeformten Bauteilen für hohe mechanische Belastungen
Um die zuvor beschriebenen Eigenschaften ohne aufwendige Wärmebehandlung zu erreichen, muss eine Lösung gefunden werden, bei der sich auf Basis der zu untersuchenden bainitischen Gefügestrukturen, eine insbesondere bezüglich der Abkühlung einfache Prozesskette realisieren lässt. Dieses Ziel ist somit gemeinsam mit Ziel 2 ein Ansatz, welcher eine grundlagenorientierte Abstimmung von Werkstoff und Prozess bei konsequenter numerischer Prozesskontrolle erfordert.


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