Modellierung des Werkstoffverhaltens beim Warmumformen höchstfester Stähle durch Simulation mikrostruktureller Vorgänge
Final Report Abstract
Ziel der Arbeiten im TP 2 ist es, das sich in Abhängigkeit der Abkühlgeschwindigkeit und der vorausgegangenen Umformung ausbildende Gefüge zu charakterisieren und vorhersagen zu können. Hierzu wurde, aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Förderphase die Phasenzusammensetzung bei variierenden Abkühlraten untersucht. Anschließend wurde eine Korrelation zwischen den im Gefüge vorliegenden Phasen und den mechanischen Eigenschaften der Bauteile untersucht um anhand der Abkühlbedingungen auf die Bauteileigenschaften schließen zu können. Zur Realisierung der Gefügevorhersage wurden Dilatometermessungen bei variierten Abkühlraten zur Erstellung von U-ZTU-Schaubildern genutzt. Die numerische Modellierung der quantitativen Gefügeentwicklung erfolgte auf Grundlage der Ansätze von Johnson-Mehl-Avrami. Die diffusionslose Gefügeumwandlung wird auf Grundlage von Arbeiten nach Koistinen und Marburger beschrieben. Zusätzlich sollte überprüft werden, wie sich beim Besäumen mittels Stanzen erzeugte Kanntenrisse fortpflanzen. Diese Rissuntersuchung erfolgte an Nakajima Proben, die unterschiedliche Stegbreiten in einem Bereich von 50 mm bis 125 mm aufweisen. Auch bei praktisch vollständig martensitischem Gefüge zeigen transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen eine duktile Schädigung des Werkstoffes durch Versetzungsaktivität sowie Porenbildung und -wachstum.
Publications
- (2007): Modellierung und Simulation der Warmblechumformung: Aktueller Stand und zukünftiger Forschungsbedarf In: Merklein, M. (Hg.): Tagungsband zum 2. Erlanger Workshop Warmblechumformung, S.37 – 58
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- (2007): Numerical simulation of microstructure evolution during martensitic phase transformation of quenchenable high strength steels, APCOM’07 in conjunction with EPMESC XI, December 3-6, 2007, Kyoto, Japan
R. Springer, G. Gershteyn, M. Schaper
- (2008): Prognose der mechanischen Bauteileigenschaften bei Presshärtprozessen anhand mikrostruktureller und umformtechnischer Zusammenhänge, In: Merklein, M. (Hg.): Tagungsband zum 3. Erlanger Workshop Warmblechumformung, S. 87 – 106
R. Springer, J. Lechler, T. Stöhr, H. Karbasian, M. Schaper, M. Merklein, A. Brosius, A. E. Tekkaya
- (2009): Transmissionselektronenmikroskopische Bestimmung der Phasenanteile von pressgehärtetem Vergütungsstahl 22MnB5 zur Verwendung in der numerischen Prozessanalyse In: Merklein, M. (Hg.): Tagungsband zum 4. Erlanger Workshop Warmblechumformung, S. 33-44
R. Springer, G. Gerstheyn, M. Schaper
- (2010): Modellierung des Werkstoffverhaltens beim Warmumformen höchstfester Stähle auf der Basis mikrostruktureller Vorgänge In: Merklein, M. (Hg.): Tagungsband zum 5. Erlanger Workshop Warmblechumformung, S. 141-162
M. Schaper, G. Gershteyn, O. Grydin, D. Fassmann, Z. Yu, F. Nürnberger
- Einfluss von Umformung und Abkühlung auf die Mikrostruktur des presshärtbaren Stahles 22MnB5. In: Sonderbände der Praktischen Metallograhie 42 (2010), Hrsg. G. Petzow, Fortschritte in der Metallographie: Berichte der 13. Internationalen Metallographie-Tagung Leoben, 29. September bis 1. Oktober 2010, S. 69-74
G. Gerhsteyn, L. Jablonik, F. Nürnberger, M. Schaper
