TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT
Bild 4: Ergebnisse der Härtemessungen an Demonstratorbauteilen Bild 5: Härtesteigerungen der beiden Legierungsvarianten Bilder: Autoren
Die Härte nach der Kaltumformung
bei den gezogenen
Stäben
mit einem Durchmesser
von 10,5 mm erreicht
durch den höheren
Umformgrad
einen höheren
Wert als bei den Schrauben
M12, die aus Stäben mit einem Durchmesser
von 12,5 mm hergestellt
wurden. Die Härtesteigerung
durch Auslagerung
liegt
auch hier ungefähr
auf dem gleichen Niveau. Der Umformgrad,
der beim Ziehen der Stäbe von einem Ausgangsdurchmesser
von 15,5 mm auf einen Enddurchmesser
von 10,5 mm erreicht
wird, liegt etwa bei ϕ = 0,78, weshalb
diese gut mit den Laborproben
vergleichbar
sind, die durch Stauchung eine Kaltumformung
mit einem Umformgrad
von ϕ = 0,8 erfahren
haben. Wie
in Bild 5 zu erkennen
ist, weisen beide Proben
sowohl
nach der
Kaltumformung,
als auch nach der Auslagerung
bei 450 °C in
etwa die gleichen Festigkeitswerte
auf. Lediglich
die Härtesteigerung
bei Auslagerung
bei 470 °C ist bei den Laborproben
größer als bei den gezogenen
Stäben.
ZUSAMMENFASSUNG
Der hier betrachtete
neue AFP-Stahl mit einem Kupfergehalt
von 0,8 Prozent in den beiden Varianten
1 und 2 erreicht
mit der
entwickelten
Herstellungstechnologie
und den optimalen
Auslagerungsbedingungen
eine Festigkeitssteigerung
von insgesamt
490 MPa für die Variante
1 beziehungsweise
450 MPa für
die Variante
2 (Tabelle 2). Mit der Validierung
der Laborversuche
mit Demonstratorbauteilen
in Form von Schrauben
wurde gezeigt,
dass eine industrielle
Nutzung
beispielsweise
für Schrauben
der Festigkeitsklassen
8.8 und 10.9 in Frage kommt. Bei der
Herstellung
wird hierbei
auf den konventionellen
Vergütungsprozess
verzichtet,
sodass
aufwendige
und teure Arbeitsschritte
in der Nachbearbeitung
durch auftretenden
Verzug
der
Bauteile
eingespart
werden.
1 DIN EN 10263-4:2002: Walzdraht,
Stäbe und Draht aus
Kaltstauch
und Kaltfließpressstählen,
Teil 4: Technische
Lieferbedingungen
für Vergütungsstähle,
Februar 2002
2 Engineer, S. et al.: Verwendung
von AFP-Stählen für erhöhten
Temperaturen
ausgesetzte
Bauteile,
Patentschrift
DE 40 17973 C2, 1993
3 DIN EN 10267:1998: Von Warmformgebungstemperatur
ausscheidungshärtende
ferritischperlitische
Stähle, Februar
1998
4 Fleischer, H.-J. et al.: Verwendung
von AFP-Stählen für die
Herstellung
von Werkzeugen,
Patentschrift
DE 4137240 C2,
1993
5 Prahl, U.; Schwich, H.; Bleck W.; Hoffmann, F.; Kawalla, R.:
Aushärtbarer
AFP-Stahl für kaltumgeformte,
hochfeste
Massivbauteile,
NEMU 2017, Tagungsband,
S. 81 – 86
Das IGF-Vorhaben
18167 BG 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 Energie aufgrund
eines Beschlusses
des Deutschen Bundestages
gefördert.
Die Langfassung
des Abschlussberichtes
kann bei der FSV,
Goldene Pforte 1, 58093 Hagen, angefordert werden.
Gefördert durch:
aufgrund eines Beschlusses
des Deutschen Bundestages
70 massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2018