Ermittlung der Formänderungsgrenzen legierter Stähle in der Warmmassivumformung

Stähle neigen beim Freiformschmieden zur Bildung von Oberflächenfehlern in Form von Rissen, wenn die zulässigen Umformgrenzen überschritten werden. Ursachen können eine zu starke Abkühlung des Werkstücks während des Schmiedens, eine ungünstige Wahl der Schmiedeparameter sowie Werkstoffeinflüsse sein.

Die Literaturrecherche über Risshypothesen und Schädigungsmodelle zeigt, dass erfolgreiche Ansätze zur Vorhersage von Risszeitpunkten und -orten aus der Kaltumformung nicht ohne Weiteres in der Warmumformung eingesetzt werden können. Daher wurde eine halbempirische Vorgehensweise auf Basis von Stauchversuchen und numerischen Simulationen entwickelt, mit der Umformgrenzen für das Freiformschmieden bestimmt werden können. Zur Bestimmung der Risszeitpunkte der Proben während des Stauchens wurde die Schallemissions (SE)- Analyse eingesetzt. Dieses Vorgehen wurde bereits erfolgreich zur Bestimmung der Umformgrenzen von Aluminium angewandt. Stauchversuche mit SE-Analyse wurden auch bei der Bestimmung des Umformvermögens von Stahlwerkstoffen in der Warmumformung in eingesetzt. Die ermittelten Grenzen wurden aber nicht in Realversuchen überprüft.

Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung und Überprüfung der Umformgrenzen verschiedener legierter Stähle, bei denen erstmals sowohl der Gefügezustand als auch die Umformparameter, bei denen es im industriellen Schmiedeprozess zum Rissauftritt kommt, berücksichtigt werden. Für diese Umformparameter und den entsprechenden Gefügezustand der untersuchten Werkstoffe werden Grundversuche durchgeführt, die eine Anpassung der Versuchstechnik und der SE-Analyse erfordern. Für die in Kapitel 2.4 aufgeführten Stähle werden Rissgrenzschaubilder erstellt, die zur Auslegung von Reckschmiedeprozessen verwendet werden. In Laborschmiedeversuchen wird die Gültigkeit dieser Umformgrenzen erstmals für die Warmumformung überprüft.