Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Volltext zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-793803
Kunke, Andreas
Kräusel, Verena (Prof. Dr.-Ing. habil.) ; Lachmann, Lutz (Prof. Dr.-Ing.) (Gutachter)
Eigenschaftsskalierung von Blechprofilen durch Integration einer Wärmebehandlung in den Walzprofilierprozess
Flexible properties in steel profiles manufactured by roll forming with integrated heat treatment
Kurzfassung in deutsch
Der Forschungsgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die kontinuierliche Herstellung eines profilförmigen Bauteils aus dem Bor-Mangan-Stahl 22MnB5 mit lokal bzw. global definierten mechanischen Eigenschaften. Dabei laufen die Formgebung und Wärmebehandlung (WBH) parallel ab. Die Hauptformgebung erfolgt zunächst im Lieferzustand, an die sich die Wärmbehandlung und die finale Formgebung anschließen. Während der WBH wird das ferritische Anfangsgefüge beim Erwärmen in Austenitgefüge und anschließend durch eine rasche Abkühlung größer 30 K/s in Martensitgefüge umgewandelt. Die Induktorform, -frequenz und die -leistung beeinflussen hierbei maßgeblich die Aufheizrate und das Erwärmungsbild. Durch kontinuierliche Formgebung und die gezielte WBH sind Profilbauteile mit Bauteilfestigkeiten bis 1500 MPa effizient herstellbar.Im Anschluss an eine Machbarkeitsstudie werden experimentelle und simulative Untersuchungen durchgeführt und die gewonnenen Ergebnisse miteinander verglichen. Dadurch kann die prinzipielle Eignung des FE-Modells nachgewiesen werden. Im Weiteren erfolgt der Vergleich von drei verschiedenen Fertigungsrouten, wobei das Hauptaugenmerk auf der erforderlichen Umformkraft und der erreichbaren Formgenauigkeit liegt. Auf Basis der Simulationsergebnisse kann festgehalten werden, dass mittels der untersuchten Technologie höchstfeste und formgenaue Profilbauteile mit definierten mechanischen Eigenschaften herstellbar sind. Der Einsatz der Technologie birgt somit ein enormes Leichtbaupotenzial. Dennoch gibt es Hemmnisse die Technologie einzusetzen, da ?Wärme? in den traditionell kalt ablaufenden Umformprozess eingebracht wird. Die Arbeit soll dazu beitragen, diese Barriere abzubauen.
Kurzfassung in englisch
The research object of the present work is the continuous production of an open profile component made of the manganese-boron steel 22MnB5 with locally or globally defined mechanical properties. The shaping and heat treatment (SHT) take place in one process. The main shaping is first carried out in the as-delivered condition, followed by heat treatment and final shaping. During the heat treatment, the initial ferritic microstructure is transformed into an austenitic state during heating and then into a martensitic microstructure by rapid cooling at a rate of more than 30 K/s. The geometry of the induction coil, the frequency and the heating power have a significant influence on the heating rate and the heating effect. Through continuous shaping and controlled SHT, profile components with strengths of up to 1500 MPa can be produced efficiently.Following a feasibility study, experimental and simulative investigations were carried out and the results obtained were compared with each other. In this way, the principle suitability of the FE model could be demonstrated. In further steps, three different production routes were com-pared, whereby the main focus was on the required forming force and the achievable forming accuracy. Based on the obtained results, it can be stated that the investigated technology can be used to produce high-strength and dimensionally accurate profile components and defined mechanical properties with high output rate. The use of this technology thus offers a huge lightweight potential. However, as additional heat is introduced into the traditionally cold forming process, the process is more complexity and this constitutes a barrier to the use of the technology. This work is intended to overcome this barrier.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Umformtechnik | |
| Fakultät: | Fakultät für Maschinenbau | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Kräusel, Verena (Prof. Dr.-Ing. habil.) ; Lachmann, Lutz (Prof. Dr.-Ing.) ; Voelkner, Wolfgang (Prof. Dr.-Ing. habil.) | |
| ISBN/ISSN: | 978-3-96100-167-5 | |
| URL/URN: | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-793803 | |
| Quelle: | Chemnitz : Universitätsverlag Chemnitz, 2022. - 161 S. | |
| SWD-Schlagwörter: | Profilwalzen , Formhärten , Induktionshärten , Mangan-Bor-Stahl , Wärmebehandlung , Induktive Erwärmung | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Walzprofilieren , Presshärten , Warmumformung , Gefügeentwicklung | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | roll forming , press hardening , hot forming , manganese-boron steel , heat treatment , inductive heating , microstructure evolution | |
| DDC-Sachgruppe: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften, Ingenieurwissenschaften | |
| Sprache: | deutsch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 25.03.2022 | |
| OA-Lizenz | CC BY-SA 4.0 |
