Thermomechanical Treatment of High-alloyed Martensitic Stainless Steels for Complex Parts
Final Report Abstract
In Bezug auf die Temperaturführung bei der TMB von MNS ist der große Einfluss der Austenitisierung (Austenitisierungstemperatur und -zeit) zu beachten, die erheblichen Einfluss auf den Lösungszustand vorhandener Ausscheidungen (Chromkarbide M23C6) nimmt. Folglich sollte so stets oberhalb von 1050 °C austenitisiert werden. Ähnlich bedeutend ist der Einfluss der Abkühlung, da sich bei den höherlegierten Stählen X30Cr13 und X46Cr13 noch vor der Phasenumwandlung M23C6-Phasen ausscheiden können. Diese sind jedoch zu vermeiden, da die daraus folgende lokale Konzentration von Cr eine Cr-Verarmung der Matrix zufolge hat und Lochkorrosion begünstigt. Die Umformbarkeit wird im Wesentlichen ebenfalls durch die Austenitisierungsbedingung beeinflusst. Für alle untersuchten MNS-Legierungen bewirken hohe Austenitisierungstemperaturen und lange -zeiten (1150 °C für 300 s) auch eine höhere erreichbare Ziehtiefe. Die Umformtemperatur selbst beeinflusst diese ebenfalls, jedoch mit legierungsabhängig unterschiedlichen Ergebnissen. So kann für die höherlegierten Stähle X30Cr13 und X46Cr13 unter bestimmten Austenitisierungsbedingungen eine hohe Umformtemperatur nachteilig sein. Die Ergebnisse der FE-Simulation zeigen für ausgewählte Punkte im Bauteil höchst unterschiedliche Temperatur-Umformgrad-Zeit-Verläufe, die folglich auch einen Einfluss auf die Bauteileigenschaften, wie etwa die Härte, haben. Statistische Auswertungen belegen, dass dabei die Legierungszusammensetzung einen signifikanten Einfluss auf das Härteniveau ausübt. Die Ziehtiefe wird vor allem von den Austenitisierungsbedingungen signifikant beeinflusst. In Abhängigkeit von der vorliegenden MNS-Legierung können auf Basis der Projektergebnisse optimale Prozessfenster für maximal erreichbare Härten und größte Ziehtiefen angegeben werden.
Publications
- Einfluss der thermischen und thermomechanischen Behandlung auf das Gefüge, die mechanischen und korrosiven Eigenschaften von hochlegierten martensitischen nichtrostenden Stählen, Symposium Leichtbau und Konstruktionswerkstoffe, In: Werkstoffwoche 2019 Dresden, 18. - 20.09.2019
Landgraf, P.; Birnbaum, P.; Meza-García, E.; Grund, T.; Kräusel, V.; Lampke, T.
- Experimental and Numerical Assessment of the Hot Sheet Formability of Martensitic Stainless Steels. J. Manuf. Mater. Process. 2020, 4, 122
Birnbaum, P.; Meza-García, E.; Landgraf, P.; Grund, T.; Lampke, T.; Kräusel, V.
(See online at https://doi.org/10.3390/jmmp4040122) - Thermomechanical Treatment of Martensitic Stainless Steels Sheets and Its Effects on Their Deep Drawability and Resulting Hardness in Press Hardening. Metals 2020, 10, 1536
Meza-García, E.; Birnbaum, P.; Landgraf, P.; Grund, T.; Lampke, T.; Kräusel, V.
(See online at https://doi.org/10.3390/met10111536) - Thermomechanische Behandlung von hochlegierten martensitischen nichtrostenden Stählen und deren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften und Gefüge, In: MEFORM - SFU 2021 Freiberg, 18.03.2021
Birnbaum, P.; Landgraf, P.; Meza-García, E.; Grund, T.; Kräusel, V.; Lampke, T.
