Prozessbedingte Betriebsfestigkeit

 

Im Bereich des Schmiedens stellen die Vergütungsstähle sowie die ausscheidungshärtenden ferritisch-perlitischen Stähle (AFP-Stähle) insbesondere für den Einsatz im Automobilsektor für sicherheitsrelevante Bauteile den derzeitigen Stand der Technik dar. Hierbei zeichnen sich die Vergütungsstähle durch eine gute Eigenschaftskombination aus statischer Festigkeit und Zähigkeit aus. Diese Eigenschaften werden durch eine mehrstufige, kostspielige Wärmebehandlung eingestellt. Das angestrebte ferritisch/perlitische Gefüge und die mechanischen Eigenschaften der AFP-Stähle werden hingegen durch eine kontrollierte, kontinuierliche Abkühlung direkt aus der Schmiedehitze eingestellt, wodurch die Prozesskette verkürzt sowie der Verzug und so gleichzeitig die Endbearbeitung reduziert werden können.

Die Prozessführung hat einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von AFP-Stählen. So kann beispielsweise eine Umformung die Umwandlungstemperatur beeinflussen und zur Änderung der Phasenanteile, sowie zur Beeinflussung der Morphologie der entstehenden Gefügebestandteile führen. Zudem beeinflusst die Abkühlrate sowohl die Dauer der diffusionsgesteuerten Umwandlung, die Feinheit des Ferrit/Perlit- Gefüges als auch das Ferrit/Perlit-Verhältnis.

In einem Gemeinschaftsprojekt soll der Einfluss der Temperaturführung in Abhängigkeit des Schmiedeprozesses von AFP-Stahl auf das resultierende Werkstoff- und Bauteilverhalten quantifiziert werden. Hierzu werden unter anderem die infolge lokaler Temperaturführung auftretenden Gefügestrukturen untersucht und sowohl zügige als auch zyklische Versuche durchgeführt. Ziel ist es eine Methode zu entwickeln, welche es ermöglicht in Abhängigkeit der Prozessparameter das resultierende Werkstoffverhalten dementsprechend abzuschätzen, dass es die Grundlage für einen Betriebsfestigkeitsnachweis bilden kann.