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SchmiedeJOURNAL September 2014 25 meter erstellten Umwandlungsschaubildern (Iso-, U-, ZTU) wurden Salzbad-Glühversuche mit Zugversuchs und Kerbschlagbiegeproben durchgeführt, um den Einfluss der Mikrostrukturen auf die makroskopischen mechanischen Eigenschaften zu analysieren. Für derartige Untersuchungen ist eine exakte Beschreibung der entstehenden Mikrostrukturen notwendig. Die Lichtmikroskopie stößt bei den sehr feinen bainitischen Strukturen jedoch an die Grenzen ihrer Auflösung. Um solche Gefüge dennoch charakterisieren zu können, wurde eine neue Methode zur Bildanalyse von REM-Aufnahmen (SE) entwickelt. In Bild 7 ist eine Anwendung der IEHK-Bildanalyseroutine auf zwei REM-Bildern dargestellt. Die Proben aus AFP-Stahl wurden in zwei Salzbädern bei 1.000 °C für fünf Minuten austenitisiert, dann bei 340 beziehungsweise 380 °C isotherm umgewandelt und schließlich in Öl abgeschreckt. Die linke Hälfte zeigt das REM-Bild des mit Nital angeätzten Gefüges. Zwei unterschiedliche mikrostrukturelle Komponenten sind zu erkennen: durch die Ätzung tiefer liegender bainitischer Ferrit und erhabene Zementit-Ausscheidungen. In den rechten Bildhälften ist die Erkennung der Bildanalyse Routine visualisiert. Bainitischer Ferrit ist blau gefärbt, Karbide rot und die Grenzen zwischen erkannten Strukturbestandteilen grün. Rechts im Bild 7 sind die Analyseergebnisse dargestellt. Es sind deutliche Unterschiede zwischen den beiden bainitischen Strukturen erkennbar: Mit höherer Umwandlungstemperatur sind der Anteil an bainitischem Ferrit und die Größe der Bestandteile gestiegen. Diese Veränderungen wirken sich direkt auf die makroskopischen mechanischen Eigenschaften aus, indem die Werkstofffestigkeit sinkt und die Zähigkeit steigt. Im Projekt wurden Proben aus Laborglühungen und aus geschmiedeten Demonstrator Bauteilen für drei Stähle auf diese Weise hinsichtlich Anteilen, Größen, Formen (Länge, Breite, usw.) und Kontext der mikrostrukturellen Bestandteile analysiert. So stehen umfassende Daten zur Verfügung, die die untersuchten Mikrostrukturen im Detail charakterisieren und den Einfluss der Wärmebehandlungsparameter auf die Mikrostruktur sowie die Zusammenhänge zwischen Gefügen und mechanischtechnologischen Eigenschaften zu untersuchen. Die Lauwarmumformung nach der gezielten Abkühlung aus der Schmiedehitze weist eine für die Massivumformindustrie attraktive Alternative zur Kaltumformung bei Raumtemperatur auf. Die Ergebnisse der Untersuchungen am IFU Stuttgart für die Lauwarmumformung zeigen, dass die Umformhistorie keinen signifikanten Einfluss auf die Bruchdehnung und die Zugfestigkeit hat und Schmiede- und Bainitisierungstemperatur die Kerbschlagbiegearbeit für HDB-Stahl beeinflussen. Die Untersuchung des AFP- und HDB-Stahls ergaben bei einer Steigerung der Umformtemperatur von Raumtemperatur auf 500 °C eine Presskrafteinsparung von bis zu 30 Prozent in Abhängigkeit vom Umformgrad und Umformprozess zum Beispiel Vollvorwärts Fließpressen oder Verjüngen. Durch Variation des Schmierstoffs konnte eine Reduktion der Prozesskräfte und eine Verbesserung der OberflächenbeschaffenReport Bild 6: Sensorkontrollierte Abkühlung der „abgesetzten Welle“ im Sprayfeld des IWT. Bild 7: REM-Bilder und Analysen von zwei Salzbadproben des 38MnVS6 (blau = Bainitischer Ferrit, rot = Karbide).


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