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Ermittlung der Umformgrenzen von martensitischen Chromstählen in der Warmblechumformung

Ermittlung der Umformgrenzen von martensitischen Chromstählen in der Warmblechumformung

E-Mail:  fem@ifum.uni-hannover.de
Jahr:  2018
Förderung:  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 385989694
Laufzeit:  2 Jahre

Die Warmumformung von martensitischen Chromstählen im Bereich der Blechumformung hat gegenüber dem Formhärten von Mangan-Bor-Stählen verschiedene prozessseitige sowie bauteilseitige Vorteile, wie z.B. eine geringere kritische Abkühlrate, eine höhere einstellbare Bruchdehnung bei gleichzeitig hohen Festigkeiten und die bessere Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs. Da bei der Warmumformung und insbesondere beim Formhärten ein komplexes Zusammenspiel zwischen Platinentemperatur, Werkzeugtemperatur und Prozessdauer vorliegt, wodurch die Gefügeausbildung, die finalen Bauteileigenschaften, die Eigenspannungen und der Verzug maßgeblich beeinflusst werden, ist eine Modellbildung bei diesem Prozess unerlässlich. Besonders die höheren Materialkosten beim Einsatz von martensitischen Chromstählen im Vergleich zu Mangan-Bohr-Stählen machen eine simulative Auslegung der Prozesse, um Ressourcen, Versuche und somit auch Kosten zu sparen, unabdingbar. Bisher sind keine kommerziellen Simulations- bzw. Materialmodelle für die Abbildung der Warmumformung martensitischer Chromstähle bekannt. Hierfür muss eine umfassende Materialcharakterisierung des verwendeten Werkstoffs erfolgen und im Anschluss müssen die ermittelten Daten mit geeigneten mathematischen Ansätzen modelliert werden. Für die Bestimmung des Formänderungsvermögens von Blechwerkstoffen ist der Einsatz von Grenzformänderungskurven Stand der Technik. Da das Fließverhalten und das Formänderungsvermögen eines Werkstoffs von der Temperatur abhängig sind, sind konventionelle Grenzformänderungskurven, die bei Raumtemperatur aufgenommen wurden, in der Warmumformung nicht einsetzbar. Um das Formänderungsvermögen der martensitischen Chromstähle bei einer Warmumformung und den Einfluss der Umformtemperatur auf das Formänderungsvermögen in diesem Temperaturbereich abbilden zu können, liegt das weitere Ziel dieses Projekts in der Aufnahme von temperierten Grenzformänderungskurven und der Implementierung dieser Kurven in die Simulation. Durch das Materialmodell in Kombination mit den implementierten Grenzformänderungskurven können das Formänderungsvermögen während der Warmumformung und die resultierenden Bauteileigenschaften nach der Abkühlung realitätsnah berechnet werden.