Charakterisierung und Modellierung von Medium Mn Stahl für die numerische Simulation von Warmblechumformprozessen

Die Nachfrage nach Bauteilen aus ultrahochfesten Werkstoffen hat in den letzten Jahren zugenommen, insbesondere in der Automobilindustrie. Grund dafür ist der wachsende Bedarf nach einer Gewichtsreduzierung von Karosseriebauteilen bei gleicher Steifigkeit und gleichzeitiger Erhöhung der Crashsicherheit. Das übergeordnete Ziel ist es, die CO₂-Emissionen von Autos zu reduzieren. Leichtbau ist auch für Elektrofahrzeuge entscheidend, um die Reichweite der Batterien zu erhöhen. Im Vergleich zu herkömmlichen Autos muss das zusätzliche Gewicht der Batterie kompensiert werden, um gute Fahreigenschaften zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang haben sich Warmumformverfahren wie das Formhärten für die Herstellung von Strukturteilen der Karosserie durchgesetzt.

Da die derzeitigen Forschungsergebnisse zur Warmumformung und zur numerischen Simulation von Medium Mn Stählen begrenzt sind, soll in diesem Projekt eine Prozesskette für die Herstellung von Karosseriebauteilen aus einem Medium Mn Stahl ermittelt werden. Geplant ist eine detaillierte Analyse der Warmblechumformung von Medium Mn Stahl mittels FE-Simulation unter Berücksichtigung der Umformbarkeit bei erhöhten Temperaturen, der Gefügeumwandlungen und deren Auswirkungen auf die resultierenden Bauteileigenschaften. Damit kann beurteilt werden, inwieweit sich Medium Mn Stahl für die Warmblechumformung und den Ersatz von 22MnB5 eignet. Im Vergleich zum Formhärten von Mangan-Bor-Stählen hat die Warmblechumformung von Medium Mn Stahl im Bereich der Blechumformung sowohl prozess- als auch bauteilseitige Vorteile, wie z. B. eine geringere kritische Abkühlgeschwindigkeit und eine höhere einstellbare Bruchdehnung bei gleichzeitig hohen Festigkeiten. Ein weiterer Vorteil ist die ressourceneffizientere Produktion mit Medium Mn Stahl anstelle von 22MnB5 aufgrund der interkritischen Erwärmung.