Zur Herstellung von Flachprodukten aus block- oder stranggegossenem Material wird das Warm- und Kaltflachwalzen verwendet. Nach der Urformung können im Material bereits verschiedene Guss- und Gefügefehler (Gussporen, Lunker, Einschlüsse, Gussgefüge) vorhanden sein, die die weitere Umformbarkeit sowie die Produktlebensdauer herabsetzen können. Zusätzlich können im Warmflachwalzprozess unter ungünstigen Lastpfaden hydrostatische Zugspannungen im Kern vorherrschen, durch welche Gussporen nicht geschlossen werden, sondern sogar Ausgangspunkte für die weitere Schädigung darstellen. In der Literatur verfügbare Modelle bilden nur das Schließen oder Verschweißen von Gussporen ab und berücksichtigen nicht die Auswirkungen gleichzeitiger Gefügeveränderungen etwa durch Rekristallisation. Auch Modelle zur integralen Betrachtung der Schädigungs- und Gussporenevolution liegen nicht vor. Folglich ist eine umfassende Bewertung der Möglichkeiten zur Schädigungskontrolle bei gewalztem Halbzeug mit derzeit verfügbaren Modellen kaum möglich.

Das übergeordnete Ziel dieses Teilprojekts ist die Entwicklung von Methoden, die durch ein grundlegendes Verständnis der Entstehung, Entwicklung und Ausheilung von Schädigung eine schädigungskontrollierte Prozessführung im Walzprozess erlauben. Durch die schädigungskontrollierte Prozessführung können Blechhalbzeuge mit bekannter und durch Anpassung der Umformparameter verringerter Schädigung hergestellt werden. Im TRR 188 übernimmt das Teilprojekt A04 die Herstellung von Blechhalbzeug mit bekannter Schädigung sowie die Entwicklung und Überprüfung von Modellen zur Schädigungsbestimmung. In der ersten Förderperiode wird die Ausheilung von Gussfehlern in der Blechherstellung mit dem Schwerpunkt auf dem Schließen und Verschweißen von Gussporen im Warmflachwalzprozess am Beispiel des Dualphasen-Stahls HCT780X untersucht. Zur Untersuchung der Gussporenausheilung werden mithilfe eines FE Prozessmodells die Umformparameter (Walzendurchmesser, Höhenabnahme, Walzgeschwindigkeit etc.) variiert, um die einstellbaren Lastpfade zu ermitteln und deren Einfluss auf die Gussporenausheilung zu überprüfen. Die in der Literatur vorhandenen Kriterien und Modelle zum Verschließen sowie zum Verschweißen von Gussporen werden für die ermittelten Lastpfade überprüft, bewertet und weiterentwickelt. Darauf aufbauend werden mehrstichige Walzprozessstrategien bestimmt, die bei gleicher Enddicke eine unterschiedlichen Schädigung im Halbzeug herbeiführen. Kaltgewalzte und wärmebehandelte Bleche mit Dualphasengefüge und definiert eingestellter Schädigung werden von Teilprojekt A04 hergestellt und für die Weiterverarbeitung in den Prozessen Biegen und Tiefziehen an die Teilprojekte A05 und A06 übergeben.

Das Ziel der zweiten Förderperiode ist die Entwicklung einer Methode zur Beeinflussung der Schädigungsentwicklung und des Dualphasengefüges (Korngröße, Verteilung und Morphologie der Martensitphase) durch eine geeignete Prozessführung während des Kaltflachwalzens und einer abschließenden Wärmebehandlung. Konzepte für ein schädigungsresistentes Dualphasengefüge für die Kaltumformung werden dabei von Teilprojekt B05 entwickelt. Durch die Modellierung der kompletten Prozesskette, Warm- und Kaltflachwalzen sowie der abschließenden Wärmebehandlung, soll in der dritten Förderperiode die Schädigung bei der Blechherstellung verringert und die Übertragbarkeit der Methoden auf einen weiteren Werkstoff überprüft werden.

Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hirt
Institut für Bildsame Formgebung (IBF) an der RWTH Aachen

Projektbearbeitung
Conrad Liebsch M.Sc.
Institut für Bildsame Formgebung (IBF) an der RWTH Aachen