Spektrum SchmiedeJOURNAL September 2012 57 Danksagung Fünf Hochschulinstitute, das Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK) der RWTH Aachen, das Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) und das Institut für Werkstoffkunde (IW) der Leibniz Universität Hannover, das Institut für Umformtechnik (IFU) der Universität Stuttgart und das Institut für Werkstofftechnik (IWT) an der Universität Bremen, arbeiten im Rahmen dieses Vorhabens an sechs Teilprojekten, die prozesskettenübergreifend die Leistungssteigerung Literatur 1 Weidig, U.; Saba, N.; Steinhoff, K. (2007): Massivumformprodukte mit funktional gradierten Eigenschaften durch eine differenzielle thermo-mechanische Prozessführung; in: wt Werkstatttechnik online 97 (2007) S. 745-752. 2 Baquet, I.; Thermomechanische Behand lung mit neuartigem Abkühlkonzept zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von mikrolegierten Schmiedestählen, Shaker Verlag, Umformtechnische Schriften, Band 97, 1997. und wirtschaftliche Herstellung von Bauteilen zum Ziel haben. Zahlreiche namhafte Industrieunternehmen, zu 56 Prozent kleine und mittelständische Unter nehmen, begleiten im Rahmen der Lenkungsgremien das Vorhaben, das von den AiF-Mitgliedsvereinigungen Arbeits - gemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e. V. (AWT), der Forschungs vereinigung Stahlanwendung e. V. (FOSTA) und der Forschungsgesellschaft Stahlverformung e. V. (FSV) getragen wird. Das hier primär behandelte IGF-Vorhaben FV 10 LN der Forschungsvereinigung Forschungsgesellschaft Stahlverformung e. V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Die Langfassung des Abschlussberichts kann nach Pro jektabschluss bei der FSV, Goldene Pforte 1, 58093 Hagen, angefordert werden. Dipl.-Ing. Ehsan Hajyheydari Prof. Dr.-Ing. Mathias Liewald MBA Dr.-Ing. Alexander Felde 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 = 0,1 s-1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Umformgrad - Fließspannung MPa T = RT, AK = 1,5 h T = RT, AK = 3 h T = 200 °C, AK = 1,5 h T = 200 °C, AK = 3 h T = 500 °C, AK =1,5 h T = 500 °C, AK =3 h Bild 7: Fließkurven des AFP-Stahls in Abhängigkeit der Abkühldauer für eine Kombination der Schmiedeversuchsparameter (Tschmiede = 1.150 °C; = 1,2) bei Stauchversuchen unter unterschiedlichen Temperaturen. 25 20 15 10 5 0 1.000 °C 1.150 °C 1.250 °C Kerbschlagebiegearbeit J Schmiedetemperatur °C Bild 8: Einfl uss der Schmiedetemperatur auf die Kerbschlagbiegearbeit ( = 0,8; Abkühlroute = 1,5 Stunden). Bilder 2 – 8: Autoren kühlvarianten bei konstanter Schmiedetemperatur (1.000 °C) und Umformgrad φ = 1,2 bei drei ausgewählten Stauch temperaturen. Wobei die Abkühlrouten zwischen 1,5 und 3 Stunden vari ieren. Mit zunehmender Ab kühldauer nimmt die Fließspannung im betrachteten Temperaturbereich ab. Dies lässt sich durch die Re duzierung des Perlit anteils und Zunahme des Ferritanteils begründen. Kerbschlagbiegeversuche nach ISO V 10X10X55 aus den aus Primärproben hergestellten Proben wurden bei Raum temperatur (RT) mit einem Kerbschlaghammer 300 J des IEHK an der RWTH Aachen durchgeführt. Mithilfe dieser Versuche wurde der Einfl uss der Prozessparameter auf die Zähigkeit des untersuchten Werkstoffs ermittelt. Das Bild 8 zeigt exemplarisch den Einfl uss der Schmiedetemperatur auf die ermittelte Kerbschlagbiegearbeit bei konstant gehaltenem Umformgrad von φ = 0,8 und gleicher Abkühldauer von 1,5 Stunden. Der Ver gleich zwischen drei Schmiede temperaturen zeigt, dass Schmieden beim 1.000 °C die maximale Zähigkeit von 20 J aufweist, obwohl die Festigkeit um etwa 10 Prozent abnimmt. Zusammenfassung und Ausblick Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass die Abkühlroute von AFP-Stahl nach dem Schmieden eine bedeutende Rolle für die technologischen und funktionellen Werkstoffeigenschaften hat. Die Härte an geschmiedeten Primärproben nimmt bei höheren Umformgraden, höheren Schmiedetemperaturen und kürzeren Abkühlrouten größere Werte an. Die für eine anschließende Umformung im Temperaturbereich zwischen RT und 500 °C relevante Fließspannung nimmt mit der Verlängerung der Abkühldauer von 1,5 auf 3 Stunden um zirka 10 Prozent ab. Für die Zähigkeit des auf diese Weise bearbeiteten AFP-Stahls ist im Wesentlichen die Schmiedetemperatur maßgebend. In den nächsten Schritten dieser Arbeit sollen Untersuchungen zur Ermittlung des Formänderungsvermögens mithilfe der Zugversuche sowie zur Klärung technologischer Fragestellungen am Beispiel des Voll- Vorwärts-Fließpressens durchgeführt werden. Anhand der erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse sollen Richtlinien für Umformung von geschmiedeten Halbzeugen im Temperaturbereich zwischen RT und 500 °C unter Nutzung der Schmiedewärme abgeleitet und Handlungsempfehlungen für die industrielle Auslegung der gesamten Prozesskette erstellt werden. ■
2012-09-Schmiede-Journal
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