Eigenschaftsorientierte Regelung von Verfestigungs- und Phasenumwandlungsprozessen beim Drücken und Drückwalzen metastabiler Austenite

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Werner Homberg; Professor Dr.-Ing. Ansgar Trächtler; Professor Dr.-Ing. Frank Walther
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 424335026

Das übergeordnete Ziel des Forschungsprojektes ist die Realisierung einer Eigenschaftsregelung innerhalb von Drückprozessen. Damit soll die lokal begrenzte und reproduzierbare Einstellung von physikalischen Bauteileigenschaften – in einem durch eine Vielzahl von Prozessparametern und einem wenig prädizierbaren Prozessverlauf geprägten Umfeld – möglich werden. Durch eine gezielte Beeinflussung von Phasenumwandlungsprozessen bei der Fertigung sollen Hochleistungsbauteile entstehen, die definierte gradierte mechanische (Härte) bzw. ferromagnetische Eigenschaften aufweisen und so einen Mehrwert bieten, z. B. im Hinblick auf eine sensorische Nutzung. Dabei werden sehr hohe Ansprüche an die örtliche Auflösung der Gradierung, aber auch die Form- und Maßhaltigkeit sowie die Oberflächenqualität gestellt. Innerhalb des Drückprozesses sollen daher durch eine geregelte Prozessführung der Parameter Temperatur und Umformgrad lokal begrenzte Bereiche geschaffen werden, die ein vorgegebenes Eigenschaftsprofil möglichst genau und reproduzierbar erfüllen. Dabei ist während der drei Phasen des Vorhabens eine Steigerung der Komplexität der zu betrachtenden Bauteile und Verfahrensschritte vorgesehen. Für FP3 ergeben sich folgenden Teilziele: • Robustifizierung des eigenschaftsgeregelten Prozesses zwecks Nachweises der Über-tragbarkeit der Eigenschaftsregelung auf andere Werkstoffchargen und Werkstoffe • Komplexitätssteigerung durch Übergang von axial (1D) und axial-angular (2D) gradierten Strukturen zu zusätzlich radial gradierten Strukturen (3D) • Weiterentwicklung und Optimierung der Eigenschaftsregelung unter Gesichtspunkten der Echtzeitfähigkeit unter produktionsnahen Bedingungen • Quantifizierter Nachweis der Eigenschaftsverbesserung anhand eigenschaftsgeregelt produzierter Bauteile • Ableitung von Gestaltungsprinzipien für den eigenschaftsgeregelten Drückwalzprozess in Form einer Systematisierung und Methodisierung

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2183: Eigenschaftsgeregelte Umformprozesse