Warmumformung und processing maps von mehrphasigen Metallen

Durch thermomechanischen Formprozesse wie Walzen, Schmieden und Strangpressen sowie die Wärmebehandlung werden die Eigenschaften eines Materials festgelegt. Die Warmumformung auftretenden Mechanismen dynamische Erholung und dynamische Rekristallisation haben dabei großen Einfluss auf die entstehende Mikrostruktur. In mehrphasen- Metalle können bei Warmumformung Fließlokalisierung auftreten, wodurch in weiter Folge Poren- und Rissbildung das Material schädigen können. Die Korrelation zwischen den Parameter des Verformungsprozesses (Temperatur, Dehnung und Dehnrate) mit der Mikrostruktur wurde in dem dynamischen mechanischen Modell entwickelt, und wird processing maps genannt. Nachher wurde diese Model modifiziert, und das Model korreliert diese neue maps mit der Mikrostruktur besser noch. Allerdings basieren die Modelle auf thermodynamischen Konzepten, sodass noch keine sicheren Voraussagen aus den processing maps das Gefüge betreffend getroffen werden können Neue Technologien wie EBSD und Synchrotron, kombiniert mit traditioneller Metallographie werden aufgewandt, um das Mikrogefüge so genau wie möglich zu Beschreibung und interpretieren. Finite Elemente Modellen werden zu exakten Lokalisierung in der Gleeble Maschine verformten Proben verwendet und stellen somit eine hohe Genauigkeit der Resultate sicher. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Mikrogefügeuntersuchungen nach der Warmumformung verschiedener Metallbasiswerkstoffe (härtbare Aluminiumlegierungen, Alpha- Beta und near Beta- Titanlegierungen, sowie niedriglegierte Stähle und Magnesiumlegierungen), welche unterschiedliche Stapelfehler Energie, Diffusionsparameter und Phasenkombination aufweisen. Die experimentellen Ergebnisse werden in den processing maps gegenübergestellt sodass sich eine wissenbasierte Korrelation ergibt. Dadurch, kann der thermodynamische J- Anteil (co-content gennant) Physikalisch interpretiert werden. u lokalisieren und die Gleeble Simulationsmaschine verbessert.

Das Projekt beschäftigte sich mit dem Umformverhalten metallischer Legierungen mit Bezug auf die Anwendung und der Diskussion von sogenannten processing maps. Während verschiedener Umformprozesse wie Walzen oder Schmieden kommt es im Material zu einer Gefügeänderung und unter Umständen auch zur Schädigung des Materials. Allerdings, sind genau diese Änderungen des Gefüges für die späteren mechanischen Eigenschaften der Materialien verantwortlich. Aus diesem Grund wäre es von Vorteil, diese Gefügeänderungen vorhersagen zu können. Processing maps bieten die Möglichkeit Prozessparameter wie Temperatur und Umformgeschwindigkeit zu bestimmen, um optimale Umformbarkeit zu gewährleisten. Innerhalb dieses Projektes wurden vier unterschiedliche Materialien in Betracht gezogen. Es wurden zum einen drei Leichtmetalle (eine Titan-, eine Magnesium- und eine Aluminiumlegierung), und zum anderen zwei Stähle untersucht. Anhand der durchgeführten Versuche konnten verschiedene Arten an processing maps berechnet und verglichen werden. Die Schlussfolgerung aus vielen Versuchen und Berechnungen ist, dass die ursprünglich viel verwendeten processing maps aus einfacheren und auch physikalisch begründbaren Karten ersetzt werden können.