Untersuchung des Einflusses einer alternierenden, geringzyklischen Biegebeanspruchung auf Bleche mit unterschiedlichen Kristallgittern
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Projektes wurden komplexe Untersuchungen zum Einfluss des Zyklischen Biegens auf die mechanischen Eigenschaften und ihre Anisotropie, die Struktur und Textur von Blechen aus Materialien mit einem hdP-Kristallgitter durchgeführt. Den größten Einfluss übt das Zyklische Biegen auf die Dehngrenze RP0,2 aus, die bei relativ geringer Umformung bestimmt wird. Parameter wie Zugfestigkeit Rm und Bruchdehnung A, die bei größeren Umformungen ermittelt werden, ändern sich deutlich weniger. Bedingt durch einen spezifischen Spannungs-Umformzustand während des Biegens spielt die Zwillingsbildung in Druckbereichen und die Zwillingsrückbildung in Zugbereichen eine wichtige Rolle. Der Prozess des Zyklischen Biegens trägt auch zur Aktivierung des prismatischen Gleitens bei. Die Eigenschaftenanisotropie aller untersuchten Bleche nach dem Zyklischen Biegen ist im großen Maße auf Texturänderungen zurückzuführen. Für Magnesiumlegierungen entsteht die Textur aus dem dynamischen Gleichgewicht zwischen dem Gleiten auf der Basis- und den Prismenebenen sowie der Zwillingsbildung und –Rückbildung. Beim α-Ti kommt noch der Einfluss des Gleitens auf den Pyramidalebenen hinzu. Die stärkste Änderung der Anisotropie der mechanischen Eigenschaften in der Blechebene aufgrund von Entfestigung in Biegerichtung und Verfestigung in Querrichtung wird für die Legierungen AZ31 und ZE10 beobachtet, die das größte c/a-Verhältnis aufweisen. Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Eigenschaftsanisotropien im Ausgangszustand nimmt die Anisotropie für die Legierung AZ31 mit wachsender Zyklenzahl zu und für die Legierung ZE10 ab. Für die Magnesiumlegierung MgLi5 und α-Ti, die ein kleineres c/a- Verhältnis zeigen, ist der Einfluss des Zyklischen Biegens auf die Änderung der mechanischen Eigenschaften deutlich geringer. Dies ist im Wesentlichen auf die Verfestigung in Querrichtung und die Konstanz der Eigenschaften in Längsrichtung zurückzuführen. Die größten Eigenschaftsänderungen finden bei allen untersuchten Blechen im Allgemeinen nach einem Biegezyklus statt. Im weiteren Verlauf erfolgt eine Stabilisierung. Es wurde festgestellt, dass die Beanspruchung bei der Zwillingsrückbildung um ca. 25 % kleiner als für die Zwillingsbildung und das Gleiten beim Zyklischen Biegen ist. Entsprechend geringer sind auch die für die Zwillingsrückbildung erforderlichen Spannungen. Bei mechanischen Zuguntersuchungen im Intervall geringer Umformungen nach dem Zyklischen Biegen kommt dieser Effekt durch eine Reduzierung des Parameters RP0,2 (Entfestigung) in Längsrichtung zum Ausdruck. In Querrichtung findet der klassische Verfestigungsprozess statt, wobei hier praktisch keine Zwillingsbildung zur vermerken ist. Da in dem vorliegenden Projekt nur der Richtprozess durch das Zyklische Biegen betrachtet wurde, sollte bei zukünftigen Untersuchungen die Entwicklung der Eigenschaftsanisotropie von Magnesiumblechen in Abhängigkeit der einzelnen Prozessschritte Walzen, Richten und Wärmebehandlung im Mittelpunkt stehen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen könnten zur Erarbeitung einer optimalen Parameterkombination beim letzten Walzstich, beim Richten und bei der Wärmebehandlung verwendet werden, mit dem Ziel, Bleche mit minimaler Eigenschaftenanisotropie für das Tiefziehen herzustellen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- About method of rolled sheet product certification according to characteristics of texture; Rolling (Proizvodtsvo Prokata), 2011, Nr. 2, S. 32-39, ISSN 1664-257X
Bryukhanov, A.A.; Gokhman, A.R.; Rodman, M.; Schaper, M.; Bormann, D.
- Investigation of the Influence of Low Cycle Alternating Bending Loads on the Properties of Thin Sheets Processing Different Crystal Lattice Structures; Metallurgical and Mining Industry, 2011, Vol. 3, Nr. 7, S. 69-73, ISSN 2076-0507
Hepke, M.; Rodman, M.; Haverkamp, H.; Zilberg, J.V.; Briukhanov, A.A.; Bormann, D.; Schaper, M.; Bach, Fr.-W.
- Investigation of the influence of low cycle bending on the properties of thin sheets; Aluminium, 2011, Vol. 87, Nr. 7/8, S. 62-64
Hepke, M.; Rodman, M.; Haverkamp, H.; Zilberg, I.V.; Briukhanov, A.A.; Bormann, D.; Schaper, M.; Bach, Fr.-W.
- Mechanism of the Plastic Deformation of the AZ31 Alloy upon Low-Cycle Reverse Bending; The Physics of Metals and Metallography (Fisika Metallov I Metallovedenie), 2011, Vol. 111, Nr. 6, S. 623-629, ISSN 0031-918X
Bryukhanov, A.A.; Rodman, M.; Tarasov, A.F.; Stoyanov, P.P.; Schaper, M.; Bormann, D.
- Effect of reversed bending on texture structure and mechanical properties of lowcarbon steel sheets; Technology of Metals (Technologiya Metallov), 2012, Nr. 11, S. 19-24, ISSN 1684-2499
Bryukhanov, A.A.; Shkatulyak, N.M.; Rodman, M.; Schaper, M.; Usov, V.V.; Klose, C.
- Influence of reversed bending on texture, structure and mechanical properties of α-Titanium sheets; Deformation and Fracture of Materials (Deformasija I Razrushenie materialov), 2012, Nr. 9, S. 32-37, ISSN 1814-4632
Usov, V.V.; Bryukhanov, A.A.; Rodman, M.; Shkatulyak, N.M.; Schaper, M.; Klose, C.; Bach, Fr.-W.
- Reverse Bending Effect on the Texture, Structure and Mechanical Properties of Sheet Copper; The Physics of Metals and Metallography (Fisika Metallov I Metallovedenie), 2012, Vol. 113, Nr. 8, S. 810-816, ISSN 0031-918X
Shkatulyak, N.M.; Bryukhanov, A.A.; Rodman, M.; Usov, V.V.; Schaper, M.; Nastasyuk, V.A.
- Prozessübergreifende Betrachtung der Herstellung von Magnesiumflachprodukten. Dissertation Leibniz Universität Hannover. PZH Verlag, 2013
Hepke, M.
