Ermittlung von Fließkurven und anderer Umformparameter von Reintitan im Vergleich zu Edelstahl in Abhängigkeit von der Temperatur
Inhaltsverzeichnis
1 Theoretische Grundlagen
1.1 Einleitung
1.2 Titan als Werkstoff
1.3 Mechanische Kennwerte aus dem Zugversuch
1.4 Fließkurven
2 Experimentelle Untersuchungen
2.1 Versuchseinrichtung
2.2 Versuchsdurchführung
2.3 Auswertung der Versuche
3 Versuchsergebnisse
3.1 Mechanische Kennwerte
3.1.1 Zugfestigkeit Rm
3.1.2 0,2%-Dehngrenze Rp0,2
3.1.3 Streckgrenzenverhältnis Rp0,2/Rm
3.1.4 Gleichmaßdehnung Ag
3.1.5 Bruchdehnung A80
3.1.6 Verfestigungsexponent n
3.1.7 senkrechte Anisotropie r
3.2 Temperaturabhängigkeit der Fließkurven
3.2.1 Titan der Firma Kobe
3.2.2 Titan der Firma RMI
3.2.3 Referenzwerkstoff X4CrNi18-10
3.3 Einfluß der Umformgeschwindigkeit auf die Fließkurve bei verschiedenen Temperaturen
3.3.1 Titan
3.3.1.1 Titan der Firma Kobe
3.3.1.2 Titan der Firma RMI
3.3.2 Referenzwerkstoff X4CrNi18-10
4 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das Umformverhalten von Reintitan (Grade 2) im einachsigen Zugversuch, um eine wissenschaftliche Grundlage für die Auslegung von Umformprozessen in der Automobilindustrie zu schaffen.
- Bestimmung mechanischer Kennwerte von Titanblechen bei verschiedenen Temperaturen
- Analyse des Einflusses der Umformgeschwindigkeit auf das Materialverhalten
- Vergleich von Titan unterschiedlicher Hersteller mit dem Referenzwerkstoff X4CrNi18-10
- Untersuchung von Temperaturabhängigkeiten bei Fließkurven
- Evaluierung von Kennwerten wie Zugfestigkeit, Dehngrenze und Anisotropie
Auszug aus dem Buch
1.2 Titan als Werkstoff
Aufgrund seiner hohen spezifischen Festigkeit, seines hohen elastische Energieaufnahmevermögens und seiner guten Korrosionsbeständigkeit ist Titan ein höchst attraktiver Werkstoff für die Automobilindustrie und wird im Rennsport seit langem eingesetzt. So ermöglicht die Verwendung von Titan z.B. bei Fahrwerksfedern eine Verringerung der ungefederten Massen in Verbindung mit einer Reduzierung des Bauraums, bei Abgasanlagen nahezu eine Halbierung des Gewichts in Kombination mit deutlich verbesserten Lebensdauern [...]. [ 1 ]
Durch die Verwendung von Titan als Werkstoff können also mehrere konstruktive Ziele zugleich erreicht werden.
Viele Bauteile eines Fahrzeuges werden durch Blechumformung hergestellt. Um hier einen Herstellungsprozeß entwickeln zu können, ist die Kenntnis der Umformeigenschaften des Werkstoffes notwendig. In DIN 17850 [ 5 ] ist die chemische Zusammensetzung von Titan festgelegt, in DIN 17860 [ 5 ] die technischen Lieferbedingungen für Bänder und Bleche aus Titan. Allerdings sind in dieser Norm nur die Werte für die Dehngrenzen, die Zugfestigkeit, und die Bruchdehnung festgelegt. Daher müssen weitere umformtechnische Kennwerte aufgenommen werden, um eine Aussage bezüglich der Umformbarkeit dieses Werkstoffes zu ermöglichen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Theoretische Grundlagen: Einführung in die Notwendigkeit von Titan im Automobilbau und Erläuterung der für den Zugversuch relevanten mechanischen Kennwerte und Fließkurven.
2 Experimentelle Untersuchungen: Beschreibung der verwendeten servohydraulischen Prüfmaschine, der Versuchsaufbauten und der methodischen Vorgehensweise bei der Auswertung.
3 Versuchsergebnisse: Detaillierte Darstellung der ermittelten mechanischen Kennwerte und Analyse der Temperatur- sowie Umformgeschwindigkeitsabhängigkeit der Fließkurven für Titan und den Stahlreferenzwerkstoff.
4 Zusammenfassung: Abschließende Bewertung der Eignung von Titan als Werkstoff im Automobilbereich unter Berücksichtigung der in der Laborarbeit gewonnenen Erkenntnisse.
Schlüsselwörter
Reintitan, Titan Grade 2, Zugversuch, Umformverhalten, Fließkurve, Zugfestigkeit, Dehngrenze, Gleichmaßdehnung, Bruchdehnung, Anisotropie, Verfestigungsexponent, Umformgeschwindigkeit, Automobilbau, Leichtbau, Umformtechnik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit primär?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der experimentellen Bestimmung und Bewertung des Umformverhaltens von Reintitan mittels einachsiger Zugversuche.
Welche Werkstoffe wurden für die Untersuchungen herangezogen?
Es wurden Proben aus Titan Grade 2 von zwei verschiedenen Herstellern (Kobe und RMI) sowie ein Referenzwerkstoff aus Edelstahl (X4CrNi18-10) getestet.
Was ist das übergeordnete Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, eine Datengrundlage zu schaffen, die bei der Auslegung von Umformprozessen für Bauteile aus Titanblech in der Automobilindustrie unterstützt.
Welche wissenschaftliche Methode wird angewendet?
Es wird der einachsige Zugversuch in einem Temperaturbereich von 20 °C bis 200 °C bei variierenden Umformgeschwindigkeiten durchgeführt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil analysiert die Abhängigkeit mechanischer Kennwerte (wie Zugfestigkeit, Dehngrenze und Anisotropie) von der Temperatur sowie den Einfluss der Umformgeschwindigkeit auf die Fließkurven.
Welche zentralen Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind Titan Grade 2, Fließkurve, Zugversuch, Umformverhalten, mechanische Kennwerte und Leichtbau.
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Fließspannung von Titan?
Es zeigt sich eine direkt proportionale Abhängigkeit: Mit steigender Temperatur sinkt die Fließspannung der untersuchten Titanwerkstoffe kontinuierlich ab.
Wie wirkt sich die Umformgeschwindigkeit auf das Material aus?
Der Einfluss der Umformgeschwindigkeit ist laut den Ergebnissen deutlich geringer als der Einfluss der Temperatur, beeinflusst jedoch maßgeblich die Länge der Fließkurven.
- Arbeit zitieren
- Tobias Schäfer (Autor:in), 1999, Bewertung des Umformverhaltens von Reintitan im einachsigen Zugversuch, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/186026
