Grundlegende Untersuchungen zur Herstellung geschweißter Schmiedevorformen

Matthias Lietz

Grundlegende Untersuchungen zur Herstellung geschweißter Schmiedevorformen

Translated title of the contribution: Fundamental investigations on the production of welded preforms for forging

Matthias Lietz

Chair of Metal Forming (560)

Research output: Thesis › Diploma Thesis

Abstract

In the future material and energy efficiency will increase in all industrial sectors. A new concept in the production of die forged parts could be welded preforms. Advantages of these would include die forged parts with a less pronounced flash and dimensions, which are closer to final components. Another great advantage would be the possibility to combine various materials, which would be tailored directly to different loads of components. It should be noted, that there are inevitable material inhomogeneities caused by welding. It was the aim of this thesis to investigate if it would be possible to remove these inhomogeneities only by hot forming or whether an additional heat treatment is required. Therefore friction welded samples of two material combinations (combination A: 42CrMo4 / 34CrNiMo6, combination B: C45 / 16MnCrS5) were produced in following conditions: welded, normalized and transformed. In addition to these, material combination A was also considered in the condition normalized + annealed. In samples of all conditions were metallographic examinations and hardness measurements carried out. The mechanical properties and the local deformation behavior were determined in tensile tests. To detect local deformations an optical measurement system was used. The results indicated, that it is possible to eliminate material inhomogeneities by hot forming alone as well as by normalizing.

Translated title of the contribution	Fundamental investigations on the production of welded preforms for forging
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Supervisors/Advisors	Buchmayr, Bruno, Supervisor (internal)
Award date	29 Jun 2012
Publication status	Published - 2012

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

friction welding
hot forming
heat affected zone
welded preform
optical measurement system

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

Cite this

@phdthesis{dbbaaddf52e043ea8893aba975030513,

title = "Grundlegende Untersuchungen zur Herstellung geschwei{\ss}ter Schmiedevorformen",

abstract = "Da Material- und Energieeffizienz in allen Industriebranchen auch in Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnen werden, k{\"o}nnten auch im Bereich des Schmiedens neue Fertigungstechnologien Einzug halten. Ein neues Konzept in der Herstellung von Gesenkschmiedeteilen k{\"o}nnten geschwei{\ss}te Vorformen sein. Neben einer endkonturn{\"a}heren Fertigung mit geringem ausgepr{\"a}gten Schmiedegrat, w{\"u}rden diese auch das Potential mit sich bringen, unterschiedliche und optimal an die Belastungen eines Bauteiles angepasste Werkstoffe zu kombinieren. Es muss jedoch beachtet werden, dass Schwei{\ss}n{\"a}hte herstellungsbedingt zu Inhomogenit{\"a}ten im Werkstoff f{\"u}hren. Ziel dieser Arbeit war es daher, zu untersuchen ob diese Inhomogenit{\"a}ten durch eine alleinige Warmumformung entfernt werden k{\"o}nnen, oder ob eine zus{\"a}tzliche W{\"a}rmebehandlung von N{\"o}ten ist. Daf{\"u}r wurden reibgeschwei{\ss}te Laborproben zweier unterschiedlicher Werkstoffpaarungen (Paarung A: 42CrMo4 / 34CrNiMo6, Paarung B: C45 / 16MnCrS5) in den Zust{\"a}nden geschwei{\ss}t, normalgegl{\"u}ht und umgeformt hergestellt. Zus{\"a}tzlich wurde Werkstoffpaarung A auch im Zustand normalgegl{\"u}ht + angelassen betrachtet. Neben metallographischen Untersuchungen und H{\"a}rtemessungen, wurden auch die mechanischen Eigenschaften sowie das lokale Verformungsverhalten aller Zust{\"a}nde an Flachzugproben mit Hilfe eines optischen Verformungsmesssystems ermittelt. In den Ergebnissen zeigte sich, dass die vom Schwei{\ss}en herr{\"u}hrenden inhomogenen Werkstoffzonen sowohl durch das W{\"a}rmebehandeln, als auch durch das Warmumformen allein neutralisiert werden k{\"o}nnen.",

keywords = "Reibschwei{\ss}en, Warmumformung, W{\"a}rmeeinflusszone, geschwei{\ss}te Vorform, optisches Messsystem, friction welding, hot forming, heat affected zone, welded preform, optical measurement system",

author = "Matthias Lietz",

note = "gesperrt bis null",

year = "2012",

language = "Deutsch",

}

TY - THES

T1 - Grundlegende Untersuchungen zur Herstellung geschweißter Schmiedevorformen

AU - Lietz, Matthias

N1 - gesperrt bis null

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Da Material- und Energieeffizienz in allen Industriebranchen auch in Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnen werden, könnten auch im Bereich des Schmiedens neue Fertigungstechnologien Einzug halten. Ein neues Konzept in der Herstellung von Gesenkschmiedeteilen könnten geschweißte Vorformen sein. Neben einer endkonturnäheren Fertigung mit geringem ausgeprägten Schmiedegrat, würden diese auch das Potential mit sich bringen, unterschiedliche und optimal an die Belastungen eines Bauteiles angepasste Werkstoffe zu kombinieren. Es muss jedoch beachtet werden, dass Schweißnähte herstellungsbedingt zu Inhomogenitäten im Werkstoff führen. Ziel dieser Arbeit war es daher, zu untersuchen ob diese Inhomogenitäten durch eine alleinige Warmumformung entfernt werden können, oder ob eine zusätzliche Wärmebehandlung von Nöten ist. Dafür wurden reibgeschweißte Laborproben zweier unterschiedlicher Werkstoffpaarungen (Paarung A: 42CrMo4 / 34CrNiMo6, Paarung B: C45 / 16MnCrS5) in den Zuständen geschweißt, normalgeglüht und umgeformt hergestellt. Zusätzlich wurde Werkstoffpaarung A auch im Zustand normalgeglüht + angelassen betrachtet. Neben metallographischen Untersuchungen und Härtemessungen, wurden auch die mechanischen Eigenschaften sowie das lokale Verformungsverhalten aller Zustände an Flachzugproben mit Hilfe eines optischen Verformungsmesssystems ermittelt. In den Ergebnissen zeigte sich, dass die vom Schweißen herrührenden inhomogenen Werkstoffzonen sowohl durch das Wärmebehandeln, als auch durch das Warmumformen allein neutralisiert werden können.

AB - Da Material- und Energieeffizienz in allen Industriebranchen auch in Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnen werden, könnten auch im Bereich des Schmiedens neue Fertigungstechnologien Einzug halten. Ein neues Konzept in der Herstellung von Gesenkschmiedeteilen könnten geschweißte Vorformen sein. Neben einer endkonturnäheren Fertigung mit geringem ausgeprägten Schmiedegrat, würden diese auch das Potential mit sich bringen, unterschiedliche und optimal an die Belastungen eines Bauteiles angepasste Werkstoffe zu kombinieren. Es muss jedoch beachtet werden, dass Schweißnähte herstellungsbedingt zu Inhomogenitäten im Werkstoff führen. Ziel dieser Arbeit war es daher, zu untersuchen ob diese Inhomogenitäten durch eine alleinige Warmumformung entfernt werden können, oder ob eine zusätzliche Wärmebehandlung von Nöten ist. Dafür wurden reibgeschweißte Laborproben zweier unterschiedlicher Werkstoffpaarungen (Paarung A: 42CrMo4 / 34CrNiMo6, Paarung B: C45 / 16MnCrS5) in den Zuständen geschweißt, normalgeglüht und umgeformt hergestellt. Zusätzlich wurde Werkstoffpaarung A auch im Zustand normalgeglüht + angelassen betrachtet. Neben metallographischen Untersuchungen und Härtemessungen, wurden auch die mechanischen Eigenschaften sowie das lokale Verformungsverhalten aller Zustände an Flachzugproben mit Hilfe eines optischen Verformungsmesssystems ermittelt. In den Ergebnissen zeigte sich, dass die vom Schweißen herrührenden inhomogenen Werkstoffzonen sowohl durch das Wärmebehandeln, als auch durch das Warmumformen allein neutralisiert werden können.

KW - Reibschweißen

KW - Warmumformung

KW - Wärmeeinflusszone

KW - geschweißte Vorform

KW - optisches Messsystem

KW - friction welding

KW - hot forming

KW - heat affected zone

KW - welded preform

KW - optical measurement system

M3 - Diplomarbeit

ER -