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EcoForge TP 1 - Tieftemperatur-Umwandlungsvorgänge in hochfesten Schmiedestählen (Tieftemperatur-Umwandlungsvorgänge)

Status abgeschlossen
Ziele

1. Einsparung von Produktionskosten durch Verkürzung der Prozesskette
Über die Charakterisierung des Umwandlungsverhalten von hochfesten Schmiedestählen und die Korrelation der Mikrostrukturdaten mit entsprechenden Materialeigenschaften, soll die Basis für die in weiteren Teilprojekten zu entwickelnde Prozesstechnik, zur kontrollierten Einstellung bainitischer Gefüge direkt aus der Schmiedehitze, bereitgestellt werden. Einsparungen von 5% der Produktionskosten durch den Wegfall des dem Schmiedeprozess nachgeschalteten separaten Wärmebehandlungsprozesses sind Ziel dieser Vorgehensweise.

2. Charakterisierung des Umwandlungsverhalten der verwendeten Stahlsorten
Das Umwandlungsverhalten der Stähle 38MnVS6, HDB und 18CrNiMo7-6 soll mit Hilfe von Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagrammen (ZTU) und Umform-Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagrammen (UZTU) charakterisiert werden. Der Fokus der Untersuchungen für den HDB- und den Einsatzstahl liegt dabei auf der Kinetik der bainitischen Tieftemperatur-Umwandlung.

3. Entwicklung einer Analyse-Routine für REM-Bilder
Anhand von REM-Aufnahmen werden die bei der Umwandlung entstehenden Mikrostrukturen analysiert. Mit ein neuen Ansatz zur Bildanalyse, der auf Grundlage sogenannter „Bildobjekte“ arbeitet, können auch komplexe Mikrostrukturen ausgewertet und umfassend beschreibende Daten gesammelt werden, die das Verständnis von dem Einfluss der Prozessparameter auf die Umwandlung und Mikrostruktur steigern und als Basis für deren Korrelation mit den Eigenschaften der Materialien dienen.

4. Korrelation der Mikrostrukturdaten mit Materialeigenschaften
Die durch die Analyse der Mikrostrukturen erhaltenen Daten werden sowohl mit den mechanischen als auch mit den Eigenschaften bei der Verarbeitung (Heiß- und Kaltzerspanung sowie Lauwarmumform-barkeit) korreliert, wodurch dann Rückschlüsse auf die Einflüsse der Prozessparameter gezogen werden sollen. Durch Identifizierung kritischer Gefügebestandteile sollen die Prozessparameter der gesteuerten Abkühlung feinjustiert und die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Stähle weiter verbessert werden.

5. Entwicklung einer Richtreihe zur Bewertung bainitischer Strukturen
Es soll eine auf REM-Aufnahmen basierende Richtreihe entwickelt werden, die eine einheitliche Bewertung von bainitischen Mikrostrukturen in der industriellen Praxis ermöglicht. Mit ihrer Hilfe können in der Qualitätskontrolle für die Eigenschaften kritische Gefügebestandteile schnell identifiziert und beurteilt werden. Auf diesem Weg werden die bainitischen Schmiedestähle in der industriellen Anwendung nachhaltig gestärkt.


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