ZTU-/ZTA-Diagramm

Die moderne Wärmebehandlung ist ein wesentlicher Faktor in der Werkstoffentwicklung des letzten Jahrhunderts. Mit ihrer Hilfe wurden die mechanischen Eigenschaften von Stählen kontinuierlich verbessert und lassen sich heute gezielt einstellen. Hierbei wird sich zumeist die Phasenumwandlungen des Stahls im festen Zustand sowie die Wirkung einer Vielzahl von Legierungselementen zunutze gemacht. Auf Basis dilatometrischer Messungen in bestimmten Aufheiz- beziehungsweise Abkühlversuchen lässt sich das Gefügeumwandlungsverhalten von Stahlwerkstoffen ermitteln. In Zeit-Temperatur-Austenitisierungsschaubildern (ZTA), sowie Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubildern (ZTU) lässt sich das Materialverhalten beim Aufheizen und Abkühlen anschaulich darstellen. Darüber hinaus beeinflusst die Warmumformung des austenitisierten Materials das Gefügeumwandlungsverhalten, weshalb neben den ZTU-Diagrammen auch Umform-ZTU (UZTU)-Schaubilder eingesetzt werden. Jedes der genannten Diagrammtypen besitzt eine strenge Gültigkeit nur für den gegebenen Werkstoff und muss daher für eben diesen ermittelt werden. Für die umfassende Gefügeumwandlungsanalyse stehen am IFUM das Abschreck- und Umformdilatometer DIL 805A/D+T sowie der physikalische Umformsimulator Gleeble 3800-GTC bereit.

Übersicht Leistungsanebot Materialcharakterisierung

Veröffentlichung

Restspannungen in Bauteilen sind ein zentrales Thema in fast jedem Herstellungsprozess, da sie die Leistung des endgültigen Teils beeinflussen. In Bezug auf Warmumformungsprozesse besteht ein großes Potenzial für die Definition eines gezielten Restspannungszustands, da es viele Einstellparameter wie den Verformungszustand oder das Temperaturprofil gibt, um die Restspannungen zu beeinflussen. Um eine angemessene numerische Modellierung der Eigenspannungen in Warmumformprozessen zu gewährleisten, sind eine umfassende Materialcharakterisierung und geeignete mehrskalige FE-Simulationen erforderlich. In Rahmen eines Projektes wurden experimentelle und numerische Untersuchungen der thermomechanisch verarbeiteten Stahllegierungen 42CrMo4 und 100Cr6 durchgeführt, die als Grundlage für die weitere Optimierung numerisch modellierter Eigenspannungen dienen. Zu diesem Zweck werden zylindrische Stauchversuche bei hoher Temperatur mit anschließender Abkühlung der Teile in den Medien Luft und Wasser durchgeführt.

„Experimental and Numerical Investigations of the Development of Residual Stresses in Thermi-Mechanically Processed Cr-Alloyed Steel 1.3505“

Bernd-Arno Behrens, Jörg Schröder, Dominik Brands, Lisa Scheunemann, Rainer Nierkamp, Alexander Chugreev, Mohammad Sarhil, Sonja Uebing, Christoph Kock (2019); Metals, Volume: 9, Issue: 4, Artikelnummer: 480