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2011-03-Schmiede-Journal

Fachbeiträge Ausgangssituation Während der Umformung orientieren sich die im AFP-Stahl enthaltenen nichtmetallischen Einschlüsse entsprechend dem Materialfl uss. Die dabei entstehende zeilige Anordnung der Ein schlüsse wird als Faserverlauf bezeichnet. Ins be son dere Mangansulfi de sind gegenüber der Stahlmatrix gut verformbar und richten sich entsprechend stark aus 1, 2. Die bei Stählen zu beobachtende Richtungsabhängigkeit der Schwing fes tig keit wird im Wesentlichen auf die Orientierung der Mangansulfi de zu rück geführt 2. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen des Forschungsprojekts der Einfl uss der Faser rich tung und des Fasergehalts – in Form der Rich tung und Menge der Mangansulfi de – auf die Schwingfestigkeit untersucht. Um quan ti ta tive Zusammenhänge zwischen Fa server lauf und Schwingfestigkeit bereits in die 32 Schmiede-Journal März 2011 The Infl uence of the Course of the Grain on the Fatigue Resistance of AFP Steels Thanks to their exposure to heat in the forming, AFP steels enable an economical manufacturing process. They gain an additional competitive edge when the infl uence of the course of the grain on the vibration resistance can be used to advantage. This was the motivation for the recently completed research project „The Course of the Grain in AFP Steels“. Einfl uss des Faserverlaufs auf die Schwingfestigkeit von AFP-Stählen AFP-Stähle ermöglichen aufgrund ihrer Wärmebehandlung aus der Umformwärme einen wirtschaftlichen Fertigungsprozess. Sie gewinnen einen zusätzlichen Wettbewerbsvorteil, wenn der Einfl uss ihres Faserverlaufs auf die Schwingfestigkeit zuverlässig bewertet werden kann. Dies war die Motivation für das vor kurzem abgeschlossene Forschungsprojekt „Faserverlauf in AFP-Stählen“. rechnerische Auslegung oder auch Bemessung von Bauteilen ein fl ie ßen lassen zu können, wurde parallel un ter sucht, wie der Faserverlauf numerisch ab ge bil det werden kann. Werkstoffe und Versuche Für das Vorhaben wurde der weit verbreitete AFP-Stahl 38MnVS6 ausgewählt und mit den am Markt konkurrierenden Vergütungsstählen 30MnB5 und 33MnCrB5-2 verglichen. Für die experimentelle Untersuchung des Einfl usses der Faserrichtung auf die Schwingfestigkeit wur den aus Walzmaterial Proben quer (φ=90°) und längs (φ=0°) zur Walz- beziehungsweise Fa ser rich tung für alle drei Werkstoffe ent nommen. Der Fasergehalt wurde über den Schwefel ge halt des AFP- und Vergütungsstahls vari iert. Die Schwefelgehalte der AFP-Chargen lagen bei 0,029 Prozent und 0,063 Pro zent, der des Vergütungsstahls 30MnB5 bei 0,008 Prozent und der des 33MnCrB5-2 bei 0,025 Dipl.-Ing. Nora Exel, Dr.-Ing. Heinz Kaufmann und Dipl.-Ing. Markus Türk, Darmstadt Bild 1: Faserverlauf eines warm massivumgeformten Bauteils – HCl-Ätzung. Quelle: Hirschvogel Umformtechnik GmbH


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