Fachbeiträge a) b) Bild 7: Durch FORGE für den Lagerdeckel mit dem neuen Modell berechnete a) lokale Korngröße und b) finales ferritisch-perlitisches-Gefüge. Ein Abgleich zwischen Geometrie-Scans von realen Bauteilen und den in beiden FE-Simulationen vorhergesagten Geometrien ergab insgesamt geringe Unterschiede. Die an den Real- Bauteilen beobachtete Gratausprägung wird jedoch von der mikrostrukturbasierten Schmiedesimulation genauer abgebildet. Im Vergleich zur Standardsimulation sagt die mikrostrukturbasierte Simulation in den betrachteten Schmiedestufen tendenziell eine höhere Maximalkraft voraus und steht damit auf ähnlichem Niveau mit den in der Praxis gemessenen Presskräften (Bild 6a) und 6b)). Durch weitere Untersuchungen muss im Detail analysiert werden, worauf die beobachtete Änderung im Materialfluss genau zurückzuführen ist. Die vorgestellten Ergebnisse stellen das Resultat einer Teamleistung dar, da neben den eingangs genannten Autoren weitere Personen wesentliche Anteile zum Gelingen des Vorhabens beigetragen haben. Dies sind: Dipl.-Ing. Hans Henning Dickert und Dr.- rer.-nat. Zeljko Cancarevic (Georgsmarienhütte GmbH), Dr.-Ing. Masood Hussain (Hirschvogel Umformtechnik GmbH), Dipl.-Ing. Jens Mohr (Buderus Edelstahl Schmiedetechnik GmbH), Dr.-Ing. Pablo Guel-Lopez (Seissenschmidt AG) sowie der Industrieverband Massivumformung e. V. 36 SchmiedeJOURNAL September 2015 Auch die Vorhersage von Austenitkorngrößen per Simulation korreliert relativ gut mit dem am finalen Bauteil beobachteten ferritisch-perlitischen Gefüge (Bild 7a) und 7b)). Dies bestätigen Untersuchungen bei Hammerwerk Fridingen hinsichtlich lokal unterschiedlich fein/grob vorgefundener Korngrößen. Zusammenfassung und Fazit Es wurde ein metallphysikalisch-basiertes Werkstoffmodell zur Beschreibung des Materialverhaltens für mehrstufige Schmiedeprozesse entwickelt. Dieses Modell wurde während der Projektlaufzeit in zwei kommerzielle FE-Softwareprogramme implementiert. Bilder: Autoren Die numerische Stabilität des Modells nach Implementierung in die FE-Software konnte nachgewiesen werden. Somit lässt sich das Materialverhalten in mehrstufigen Warmschmiedeprozessen physikalisch konsistent vorhersagen. Laufende Arbeiten beschäftigen sich mit der Erweiterung auf weitere Werkstoffe sowie mit der Entwicklung eines Umwandlungsmoduls. Diese sollen Möglichkeiten zur Vorhersage von lokalen Bauteil Eigenschaften, zum Beispiel der Festigkeit, am Prozessende eröffnen. n Förderhinweis Das IGF-Vorhaben 17246 N der Forschungsvereinigung Forschungsgesellschaft Stahlverformung e. V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags gefördert. Die Langfassung des Abschlussberichts kann bei der FSV, Goldene Pforte 1, 58093 Hagen, angefordert werden. Literatur 1: EUR16795 „Computer assisted modelling of metallurgical aspects of hot deformation and transformation of steels”; 1992 – 1994. 2: EUR18790 „Computer assisted modelling of metallurgical aspects of hot deformation and transformation of steels”; 1994 – 1997. 3: EUR19891 „The Effect of Strain Reversal and Strain-Time Path on Constitutive Relationships for Metal Rolling/Forming Processes”; 1996 – 1999. Konstantin Schacht Dr. Michael Twickler Dr. Amico Settefrati Jochen Heizmann Jürgen Steinhof Dr. Ulrich Prahl Prof. Dr. Wolfgang Bleck
SchmiedeJOURNAL September 2015 002
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