Untersuchung mechanischer Eigenschaften massivumgeformter Eisen-Aluminium-Legierungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 142849202

In Rahmen der ersten Antragsphase wurde gezeigt, dass es möglich ist, die verwendeten Eisen-Aluminium-Legierungen Fe9Al, Fe28Al und Fe38Al (At.%) massivumformtechnisch zu verarbeiten. Hierzu erfolgten umfangreiche Untersuchungen zum Umformverhalten im Gusszustand als auch im vorgeformten Zustand und somit bei verschiedenen Ausgangsmikrostrukturen. Darüber hinaus wurde die Korngrößenentwicklung in Folge der Variation umformtechnischer Prozessparameter sowohl numerisch als auch experimentell ermittelt. Des Weiteren wurde der Einfluss unterschiedlicher Prozessparameter und daraus resultierender Mikrostrukturunterschiede auf die mechanischen Eigenschaften detailliert betrachtet. Dabei konnte jedoch mit der erzielten Korngröße keine nennenswerte Verbesserung der Duktilität erreicht werden. Aufbauend aus den bisher erzielten Ergebnissen leitet sich das Ziel für die zweite Antragsphase ab. Dabei soll insbesondere die wissenschaftliche Fragestellung beantwortet werden, inwieweit sich mittels Vorschmieden und anschließendem ECAP (equal channel angular pressing) eine ultra-feinkörnige Mikrostruktur für schmelzmetallurgisch hergestellte Eisen-Aluminium-Legierungen einstellen lässt. Darüber hinaus soll ein umformhistorienabhängiger Zusammenhang zwischen der Mikrostruktur und den mechanischen Eigenschaften Dehngrenze, Zugfestigkeit, Duktilität und Schlagbiegearbeit hergestellt werden. Dabei werden neben den einzelnen Pressvorgängen auch Glühvorgänge vorgenommen, um einerseits die Verformbarkeit für das ECAP zu gewährleisten und andererseits mittels Rekristallisation eine homogene Kornfeinung im gesamten Pressteil zu erzielen. Weiterhin soll die mittels ECAP eingestellte Kornfeinung hinsichtlich einer thermischen Stabilität bei einer anschließenden Erwärmung geprüft werden. Im Anschluss sollen die Auswirkungen der Mikrostrukturfeinung auf die konventionellen Massivumformprozesse Voll-Vorwärts-Fließpressen und Gesenkschmieden hinsichtlich einer fehlerfreien Formgebung sowie den resultierenden Bauteileigenschaften untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen