Fachbeiträge a) b) Bild 3: Vergleich der gemessenen ehemaligen Austenitkorngröße mit der simulierten Austenitkorngröße für a) Vorstufe und b) Fertigstufe; Position der analysierten Bauteilbereiche siehe Bild 4c). so unterliegt in der Regel die Auswertung der Korngrößen immer noch einer merklichen Streuung. In einem früheren Projekt zwischen GMH, Hirschvogel und IEHK wurden bereits hierzu per Ringversuch umfassende Untersuchungen durchgeführt. Dabei konnten an identischen Bauteilen und Analysepositionen Abweichungen in einer Größenordnung von 1 ASTM-G nachgewiesen werden. Bild 4a) zeigt die Temperaturverteilung und Bild 4b) die Austenitkorngröße in der Fertigstufe 1 s nach der Umformung. Die Ergebnisse der Fertigstufe sind das Resultat einer durchgängigen Schmiedesimulation, welche die inhomogene Temperaturverteilung nach induktiver Erwärmung, einer anschließenden a) b) 34 SchmiedeJOURNAL September 2015 Transportzeit von etwa 10 s sowie die Temperatur- und Korngrößenentwicklung in den einzelnen Schmiedestufen beziehungsweise den Transferzeiten berücksichtigt. Bild 4c) zeigt den Temperatur- und Korngrößenverlauf für eine ausgewählte Position (Nr. 1) über die gesamte Prozesszeit. Zu erkennen ist, dass der Werkstoff im Bereich der Position 1 nach der Stauchstufe statisch rekristallisiert, was zur Folge hat, dass nach der Umformung in der Transferzeit eine Kornfeinung eintritt. In der Vorstufe wird eine dynamische Rekristallisation ausgelöst, was in der Transferzeit zu Kornwachstum führt. Nach der Umformung in der Fertigstufe erfolgt beim anschließenden Transfer erneut eine statische Rekristallisation. Welcher metallkundliche Mechanismus, das heißt welche statische/dynamische Rekristallisation oder welches Kornwachstum aktiv ist, hängt stets von der gesamten Prozesshistorie ab. Zur Berücksichtigung der oben genannten Mechanismen wird derzeit teilweise in verfügbaren FE-Programmen beziehungsweise von den FE-Anwendern selbst mit Rücksicht auf die vorliegende Temperatur eine kritische Dehnung definiert. Dass dieser Ansatz als nicht zielführend eingestuft werden kann, wurde somit nachgewiesen. Bei der Hammerwerk Fridingen GmbH kam für die industrielle Validierung der Modelle das erweiterte Programm FORGE zum Einsatz, um Vergleiche zwischen Standardsimulation und Mikrostruktur Modell bezüglich FormBild 4: In FORGE mit dem Mikrostruktur-Modell berechnete a) Temperaturverteilung und b) ehemalige Austenitkorngröße in der Fertigstufe 1 Sekunde nach der Umformung.
SchmiedeJOURNAL September 2015 002
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