Inhaltsverzeichnis .............................................. I
Symbol- und Abkürzungsverzeichnis .............................. IV
1 Einleitung ................................................. 1
2 Stand der Wissenschaft und Technik ......................... 3
2.1 Metallkundliche Abläufe beim Abguss großer
Schmiedeblöcke ............................................. 3
2.2 Entstehung und Gestalt gießtechnischer Fehlstellen ......... 4
2.3 Detektieren gießtechnischer Innenfehlstellen in
Gussblöcken ............................................... 10
2.4 Technologie des Freiformschmiedens und Parameter beim
Schließen gießtechnischer Fehlstellen ..................... 11
2.4.1 Begriffsdefinitionen und wichtige
Schmiedeverfahren .................................. 11
2.4.2 Spannungs- und Formänderungszustände im
Schmiedeblock ...................................... 15
2.4.3 Ablauf des Schließens gießtechnischer
Fehlstellen auf makroskopischer und
mikroskopischer Ebene .............................. 20
2.4.4 Empfehlungen zum Schließen von gießtechnischen
Fehlstellen ........................................ 24
2.4.5 Geometrie und Lage der Fehlstellen ................. 27
2.4.6 Eindringtiefe ...................................... 30
2.4.7 Schmiedetemperatur ................................. 31
2.5 Erholungs- und Rekristallisationsprozesse beim
Freiformschmieden ......................................... 32
2.6 Simulationstechnische Ansätze ............................. 36
2.6.1 Allgemeine Darstellung der numerischen Ansätze
zum Lunkerschließen ................................ 36
2.6.2 Q-Faktor-Modell .................................... 37
2.7 Diskussion und Zusammenfassung des Stands der Technik ..... 40
3 Zielsetzung ............................................... 43
4 Versuchsdurchführung und Versuchswerkstoffe ............... 45
4.1 Vergleich der Versuchswerkstoffe .......................... 49
4.2 Abguss der Versuchsblöcke ................................. 52
4.3 Umformversuche von Labor- und Industrieblöcken sowie
Stauchproben .............................................. 57
4.3.1 Einstufige Warmumformversuche ...................... 58
4.3.2 Mehrstufige Warmumformversuche, eine
Umformrichtung ..................................... 60
4.3.3 Mehrstufige Warmumformversuche, Stauchversuche ..... 61
4.3.4 Mehrstufige Warmumformversuche, Drehschmieden ...... 65
4.3.5 Umformversuche mit Industrieblöcken ................ 66
4.4 Werkstoffcharakterisierung ................................ 69
4.4.1 Metallografische Analyse ........................... 69
4.4.2 Ermittlung von Fließkurven ......................... 70
4.4.3 Warmzugversuche .................................... 71
4.5 Numerische Simulation ..................................... 75
5 Analyse des Gussgefüges ................................... 76
5.1 Gussgefüge und Struktur der Lunkeroberfläche, C45 ......... 76
5.2 Gussgefüge und Struktur der Lunkeroberfläche,
X40CrMoV5-1 ............................................... 78
5.3 Gussgefüge und Struktur der Lunkeroberfläche,
X153CrMoV12 ............................................... 82
5.4 Analyse der chemischen Zusammensetzung .................... 87
5.5 Kapitelzusammenfassung und-diskussion ..................... 95
6 Umformverhalten ........................................... 98
7 Untersuchung des Lunkerschließverhaltens ................. 101
7.1 Einstufige Warmumformung von Laborblöcken ................ 101
7.1.1 Einstufige Warmumformung von Laborblöcken, C45 .... 102
7.1.2 Einstufige Warmumformung von Laborblöcken,
X153CrMoV12 ....................................... 107
7.1.3 Kapitelzusammenfassung und -diskussion ............ 111
7.2 Mehrstufige Warmumformung von Laborblöcken und
Simulationsproben ........................................ 113
7.2.1 Vergleich der mehrstufigen Umformung von
Laborblöcken aus C45 und X40CrMoV5-1 mit
Wiedererwärmung ................................... 113
7.2.2 Vergleich der mehrstufigen Umformung von
Laborblöcken aus C45 in einer Hitze mit Gleeble-
Simulationsproben ................................. 117
7.2.3 Drehschmieden von Laborblöcken aus C45 ............ 123
7.2.4 Kapitelzusammenfassung und -diskussion ............ 127
7.3 Stufenweise Umformung von Industrieblöcken ............... 130
7.3.1 Warmumformung von Industrieblöcken, X40CrMoV5-1 ... 133
7.3.2 Warmumformung von Industrieblöcken, X153CrMoV12 ... 135
7.3.3 Kapitelzusammenfassung und -diskussion ............ 136
7.4 Warmzugversuche .......................................... 137
7.4.1 Warmzugversuche, C45 .............................. 138
7.4.2 Warmzugversuche, X40CrMoV5-1 ...................... 143
7.4.3 Warmzugversuche, X153CrMoV12 ...................... 144
7.4.4 Kapitelzusammenfassung und -diskussion ............ 146
8 Numerische Simulation .................................... 149
8.1 Vergleich von globalem und lokalem Umformgrad ............ 150
8.2 Aufstellen einer Schließfunktion ......................... 152
8.2.1 Erläuterung des mesomechanischen Ansatzes ......... 152
8.2.2 Parameter PÄqui .................................... 155
8.2.3 Parameter PForm .................................... 156
8.2.4 Parameter PSattei .................................. 160
8.2.5 Parameter PDendriten ................................ 162
8.2.6 Zusammenführung der Parameter ..................... 166
8.3 Kapitelzusammenfassung und -diskussion ................... 171
9 Vergleich von numerischer Simulation und
experimentellen Ergebnissen .............................. 175
10 Diskussion der Ergebnisse ................................ 179
11 Zusammenfassung .......................................... 185
12 Ausblick ................................................. 187
Anhang Verzeichnis ............................................ 189
Anhang ........................................................ 190
Literaturverzeichnis .......................................... 205
Abbildungsverzeichnis ......................................... 211
Tabellenverzeichnis ........................................... 216
|
