Werkstoff- und verfahrenstechnische Optimierung bei der Herstellung hochfester Schrauben

Schrauben aus hochfesten Stählen und deren wirtschaftliche Fertigung unterliegen hohen Qualitätsansprüchen und werden ständig weiter verbessert. Für hochfeste Schrauben werden üblicherweise MnB- und 1 %Cr-Stähle im vergüteten Zustand verwendet. Als kostengünstige Alternativen gelten thermomechanisch gewalzte Stähle, Dualphasenstähle und AFP-Stähle, die ohne zusätzliche Wärmebehandlung (Vergütung) hergestellt werden können. Ausgehend von der Beschreibung der metallurgischen und walzbedingten Einflüsse bei der Drahtherstellung und deren Auswirkungen auf die Umformbarkeit bei der Schraubenherstellung werden die alternativen Stahlgüten vergleichend dargestellt. Ergänzend dazu werden die verfahrenstechnischen Optimierungsmöglichkeiten bei der Schraubenfertigung betrachtet, wobei primär der Vorzug, die Eigenspannungsentwicklung und die Wärmebehandlung untersucht werden. Durch FE-Simulationen werden die Fertigungsschritte analysiert und mittels Schädigungsmodellen die Grenzen der Umformbarkeit aufgezeigt.