Semi Product Simulation Center
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das neu installierte SEMI PRODUCT SIMULATION CENTER (SPSC) hat das Institut für Eisenhüttenkunde in die Lage versetzt, über die Schmelzenherstellung hinaus auch Halbzeug aus komplizierten Legierungskonzepten im Labormaßstab herzustellen. Dies umfasst sowohl die gezielte, reproduzierbare Umformung als auch anschließende Wärmebehandlungen. Damit ist das IEHK zum Einen in der Lage kurzfristig Versuchswerkstoffe für diverse nationale und internationale Forschungsprojekte bereitzustellen, zum Anderen ermöglicht das SPSC aber auch die Untersuchung des Einflusses verschiedener Prozessparameter auf die Prozessierbarkeit und Eigenschaften hochlegierter Werkstoffe, wie z.B. Werkzeugstähle. Beispielsweise wurden mit der neuen Anlage bisher untersucht, welchen Einfluss Wärmebehandlungs- und Schmiedeparameter auf die Qualität des Halbzeugs haben und es wurden Schmiedeabläufe mittels FE-Methoden simuliert, um eine homogene Durchschmiedung zu gewährleisten, Gussstrukturen zu zerstören und rissarmes Halbzeug hoher Qualität zu erzeugen. Durch diese neuen experimentellen Möglichkeiten ist das IEHK in vielen F+E-Kooperationen maßgeblich für die Bereitstellung hochqualitativer Untersuchungswerkstoffe verantwortlich. So werden im Rahmen des DFG-AiF Gemeinschaftsvorhabens „Innovative Konzepte zur Steigerung der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit hochbeanspruchter Bauteile -HiPerComp“ mehr als 14 neuen Werkstoffe am IEHK hergestellt und anschließend von den einzelnen Projektpartnern hinsichtlich verschiedener Eigenschaften wie z.B. Verfestigungsmechanismen, Eignung für Wärmebehandlungen oder die Schadenstoleranz unter zyklischer L ast untersucht. Ähnlich wird auch im SPP 1204 Teilprojekt „Simulation, Optimisation and Control of Microstructure Evolution and Mechanical Properties during Hot Rolling of Multiphase Steels” vorgegangen, wobei zuerst Halbzeug am IEHK hergestellt wird, das dann für Walzversuche am Institut für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg verwendet wird. Über den Bereich der Massivumformung hinaus entsteht derzeit zusätzlich ein zweites Anwendungsfeld der Anlage, das sogenannte Presshärten oder auch Warmumformen Mangan-Bor-legierter Stahlbleche. Hierzu werden Formplatinen zunächst auf Austenitisierungstemperatur erwärmt und bis zur vollständigen Umwandlung des Gefüges in Austenit auf Temperatur gehalten. Das so präparierte Werkstück wird anschließend in eine m Tiefziehwerkzeug auf Endgeometrie umgeformt. Während der Umformung wird dem Werkstück Wärme entzogen, um die Phasenumwandlung in den härteren Martensit zu erreichen. Das Abschrecken muss zügig und genau kontrolliert durchgeführt werden, um möglichst das gesamte Gefüge in Martensit um zu wandeln. Das SPSC mit seiner sehr exakten und voll automatisierbaren Steuerung ermöglicht auch für diesen Prozess eine hohe Reproduzierbarkeit und hat daher das Potential, wesentlich zur Prozessoptimierung sowie zur Entwicklung neuer Werkstoffe für das Presshärten beizutragen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- “Modelling of Deformation-Accelerated Phase Transformation of Hot Rolled Dual Phase Steels”. Proc. 3rd Int. Conf. on Thermomechanical Processing (TMPIII), 10-12 September 2008, Padua, Italy, CD
P. Suwanpinij et al
- “Investigation of Effect of Deformation on g-a Phase Transformation kinetics in Hot-Rolled Dual Phase Steel by Phase Field Approach”. Steel Research Int. 80 (2009) no.9, p.616
P. Suwanpinij, J. Rudnizki, U. Prahl and W. Bleck
- “Numerical Cooling Strategy Design for Hot Rolled Dual Phase Steel”. Steel Research Int. 81 (2010) no.11, p.1001
P. Suwanpinij, N. Togobytska, U. Prahl, W. Weiss, D. Hömberg, and W. Bleck
- “Towards Modelling of Phase Transformation and Mechanical Properties in Hot Rolled Dual Phase Steel”. Proc. TMS Annual Meeting, 14-18 February 2010, Seattle, USA, CD
P. Suwanpinij, K. Mukherjee, M. Graf, U. Prahl, W. Bleck, R. Kawalla
- RFCS-Midterm Report “Innovative steel grades for exhaust applications in automotive industry”. Technical Report No. 2 Issued on 31.03.2011; Project Acronym: INSTAP Grant Agreement N°: RFSR-CT-2009-00018
W. Bleck, E. Hemmerich et al.
- RFCS-Midterm Report: “Novel Concepts for New Generation of High Strength Hot Dip Galvanizing Steel with Extra Formability”. Technical Report No. 2; Issued on 31.12.2011;Project Acronym: NEWGENHSS Grant Agreement N°: RFSR-CT-2009-00013
F. Ferro, A. Arroyo, A. Mangas, S. Guk, A. Terzic, W. Bleck, M. Wildau, T. Schulz, M. Calcagnotto, R. Ishak, A. Dimatteo, M. DeSanctis
- „Monitoring of Heat Treatment Processes with High Energy X-Rays“. Proc. CETAS2011: Progress in Analytical Chemistry & Materials Characterisation in the Steel and Metals Industries - The European Committee for the Study and Application of Analytical Work in the Steel Industry (CETAS2011), 17.-19.05.2011, Luxemburg
T. Rieger et al.
- „Untersuchung des Quenching and Partitioning Prozesses durch in-situ Diffraktionsexperimente mit hochenergetischer Röntgenstrahlung“. 26. Aachener Stahlkolloquium – Werkstofftechnik „Stahl Strukturen - Industrie-, Forschungs-, Mikro-, Bauteilstrukturen“, 19./20.05.2011, Aachen, W. Bleck (Hrsg.), Verlag Mainz, Aachen, 2011
T. Rieger et al.
