Experimentelle Untersuchung und werkstoffgerechte Beschreibung verarbeitungsrelevanter mechanischer Eigenschaften von Walzdraht aus Kaltfließpressstählen in Abhängigkeit von technologischen Parametern des GKZ-Glühens

Das Forschungsziel besteht darin, auf Basis der Herstellungsbedingungen des Halbzeuges (Walzart, Glühparameter) exakte Vorhersagekriterien zu definieren, um die zu erwartenden Fließeigenschaften (Fließspannung, Umformvermögen) des Bauteiles zu erreichen. Der Lösungsweg und die angestrebten Ergebnisse sehen wie folgt aus. Zuerst soll durch kinetische Betrachtungen der Effekt ausgewählter Legierungselemente auf das Auflösung- und Koagulationsverhalten vom Zementit modelliert und validiert werden. Hier wird der Einfluss von Parametern einer thermomechanischen Behandlung auf die Notwendigkeit und Kinetik des Glühens auf kugeligen Zementit untersucht. Anschließend werden fehlende Mikrostrukturparameter mittels bekannter Abhängigkeiten der quantitativen Metallographie berechnet und mit experimentellen Befunden validiert. Weiterhin wird eine Korrelation der Mikrostrukturparameter mit mechanischen Eigenschaften aufgestellt sowie ihre Übertragbarkeit auf ähnliche Werkstoffe und Werkstoffzustände ermöglicht. Im Abschluss erfolgt die Entwicklung einer werkstoffgerechten Beschreibung einer komplexen Verfahrenssimulation samt deren Validierung unter industriellen Bedingungen. Die Voraussage von Fließeigenschaften erfolgt einerseits qualitativ anhand schematischer Darstellungen bzw. Prozesskarten und andererseits quantitativ durch Trend- und Regressionsanalyse. Die Methode stellt die Voraussetzung für die Bewertung, Optimierung und Auswahl geeigneter Wärmebehandlungstechnologien und deren Parametern dar. Der konkrete Nutzen der KMU infolge der Umsetzung der Forschungsergebnisse ergibt sich aus: 1) Einsparung unnötiger Glühstunden zum Erreichen des erforderlichen Umformverhaltens des Werkstoffes, 2) Flexibilität bei der wirtschaftlichen Auswahl von Glühaggregaten und Belegungszeiten, 3) Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit sowie wirtschaftliches Einsetzen von hochfesteren Werkstoffen, 4) Reduzierung von Werkzeugkosten beim Einsatz des gleichen aber preisgünstiger geglühten Materials