Ermittlung von Umformgrenzen beim Freiformschmieden

Abstract Im Rahmen des von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) geförderten Vorhabens „Vermeidung von Oberflächenfehlern beim Freiformschmieden” wurden die umformtechnischen Einflüsse auf die Rissentstehung beim Freiformschmieden untersucht. Dafür standen Gussblöcke zweier hochlegierter Stähle (1.2367 und 1.6957) aus der industriellen Produktion zur Verfügung. Das Umformverhalten beider Stähle wurde durch Stauch‐, Zug‐ und Torsionsversuche für den gesamten Warmumformbereich der Industrieschmiedeprozesse charakterisiert. Dabei zeigte sich, dass der Ort der Probenentnahme bei den vorliegenden Blockabmessungen einen geringen Einfluss auf das Umformverhalten der Werkstoffe hat. Des Weiteren sind Untersuchungen zum Umwandlungs‐ und Ausscheidungsverhalten beider Stähle sowie metallografische Untersuchungen durchgeführt worden. Damit sollte die Ursache für Streuungen von Messwerten im unteren Temperaturbereich der Warmumformung ermittelt werden. Anhand von Stauchversuchen mit Schallemissionsanalyse und deren nummerischer Simulation wurden Rissgrenzschaubilder für den in den Industrieschmiedungen ermittelten risskritischen Umformbereich erstellt. Mit deren Hilfe konnten Umformgrenzen für Laborschmiedeversuche bestimmt werden. Bei den Stauchversuchen mit beiden Werkstoffen streuten die durch Schallemissionsanalyse ermittelten Zeitpunkte, bei denen es zum Rissauftritt an den Proben kam, sehr stark. Daher konnte keine eindeutige Umformgrenze in Form einer zulässigen Höhenabnahme bestimmt werden. Stattdessen wurden für die risskritischen Temperaturen beider Stähle die jeweilige maximal zulässige Höhenabnahme bestimmt, die in Laborschmiedeversuchen unter industrienahen Bedingungen überprüft wurde. Es zeigte sich, dass die ermittelten Grenzen sehr sicher sind, da es zu keinem Rissauftritt während der Schmiedungen beider Werkstoffe kam.