Der Einfluss des Gefüges auf die Biegeeigenschaften von AHSS und UHSS Güten

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Der Einfluss des Gefüges auf die Biegeeigenschaften von AHSS und UHSS Güten. / Suppan, Clemens.
2018.

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Suppan, C. (2018). Der Einfluss des Gefüges auf die Biegeeigenschaften von AHSS und UHSS Güten. [Dissertation, Montanuniversität Leoben (000)].

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@phdthesis{560502b2694149b8a23b0c35cf7460da,
title = "Der Einfluss des Gef{\"u}ges auf die Biegeeigenschaften von AHSS und UHSS G{\"u}ten",
abstract = "F{\"u}r den erfolgreichen Einsatz von neuen h{\"o}chstfesten St{\"a}hlen in Automobilkarosserien muss eine ausreichende Umformbarkeit, einschlie{\ss}lich der Biegbarkeit, sichergestellt werden. Die Grenzen der Umformbarkeit werden dabei durch das Einsetzen von Dehnungslokalisierung oder Rissbildung bestimmt. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich damit, wie diese Prozesse bei Advanced- und Ultra High Strength Steels (AHSS, UHSS) mit Festigkeiten {\"u}ber 1000 MPa von der Mikrostruktur beeinflusst werden. Es wurden Dreipunktbiege- und Gesenkbiegeversuche an Stahlsorten mit verschiedenen Mikrostrukturen (Ferrit-Martensit, Bainit, angelassener Martensit; jeweils auch mit Restaustenit) durchgef{\"u}hrt. Dabei wurde die Entwicklungsstadien der Sch{\"a}digung genau analysiert, um den Einfluss der verschiedenen Mikrostrukturen auf Dehnungslokalisierung und Rissbildung kl{\"a}ren zu k{\"o}nnen. Erg{\"a}nzend wurden Zugversuche und Hole Expansion Tests f{\"u}r eine umfassendere Bewertung der Umformbarkeit herangezogen. Die Ergebnisse von Finite Elemente Simulationen des Dreipunkt-Biegeversuchs zeigen, dass die Dehnungsverteilung in gro{\ss}em Ausma{\ss} von der Verfestigung des Materials abh{\"a}ngt. Durch mikroskopische Analyse von gebogenen Biegeproben wird au{\ss}erdem gezeigt, dass sowohl die Bildung von Dehnungslokalisierungen in Form von Scherb{\"a}ndern als auch die Rissbildung von den Eigenschaften und der Verteilung der vorliegenden Phasen gesteuert werden. So wird beispielsweise das Wachstum von Scherb{\"a}ndern durch die harten Martensitinseln behindert, und gleichzeitig die Rissbildung erleichtert, weil hohe lokale H{\"a}rteunterschiede die Entstehung von Poren beg{\"u}nstigen. Um eine Verbesserung der Biegeeigenschaften von neuen h{\"o}chstfesten St{\"a}hlen zu erreichen, ist eine hohe Verfestigung bei m{\"o}glichst geringen lokalen H{\"a}rteunterschieden im Gef{\"u}ge anzustreben. Unter den untersuchten Stahlsorten war dies f{\"u}r den CP980HD, einen Stahl mit homogener bainitischer Matrix und einer feinen Verteilung von Restaustenit, am besten erf{\"u}llt. Bei Rissbildung wurden daher f{\"u}r diese Stahlsorte die kleinsten Biegeradien im Gesenkbiegeversuch und der gr{\"o}{\ss}te Biegewinkel im Dreipunkt-Biegeversuch erreicht.",
keywords = "AHSS, DP, CP, dual phase steel, complex phase steel, microstructure, bending, shear band formation, crack initiation, AHSS, HD, DP, CP, Dualphasenstahl, Complexphasenstahl, Mikrostruktur, Biegen, Scherband, Rissbildung",
author = "Clemens Suppan",
note = "gesperrt bis 12-04-2023",
year = "2018",
language = "Deutsch",
school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

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TY - BOOK

T1 - Der Einfluss des Gefüges auf die Biegeeigenschaften von AHSS und UHSS Güten

AU - Suppan, Clemens

N1 - gesperrt bis 12-04-2023

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Für den erfolgreichen Einsatz von neuen höchstfesten Stählen in Automobilkarosserien muss eine ausreichende Umformbarkeit, einschließlich der Biegbarkeit, sichergestellt werden. Die Grenzen der Umformbarkeit werden dabei durch das Einsetzen von Dehnungslokalisierung oder Rissbildung bestimmt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich damit, wie diese Prozesse bei Advanced- und Ultra High Strength Steels (AHSS, UHSS) mit Festigkeiten über 1000 MPa von der Mikrostruktur beeinflusst werden. Es wurden Dreipunktbiege- und Gesenkbiegeversuche an Stahlsorten mit verschiedenen Mikrostrukturen (Ferrit-Martensit, Bainit, angelassener Martensit; jeweils auch mit Restaustenit) durchgeführt. Dabei wurde die Entwicklungsstadien der Schädigung genau analysiert, um den Einfluss der verschiedenen Mikrostrukturen auf Dehnungslokalisierung und Rissbildung klären zu können. Ergänzend wurden Zugversuche und Hole Expansion Tests für eine umfassendere Bewertung der Umformbarkeit herangezogen. Die Ergebnisse von Finite Elemente Simulationen des Dreipunkt-Biegeversuchs zeigen, dass die Dehnungsverteilung in großem Ausmaß von der Verfestigung des Materials abhängt. Durch mikroskopische Analyse von gebogenen Biegeproben wird außerdem gezeigt, dass sowohl die Bildung von Dehnungslokalisierungen in Form von Scherbändern als auch die Rissbildung von den Eigenschaften und der Verteilung der vorliegenden Phasen gesteuert werden. So wird beispielsweise das Wachstum von Scherbändern durch die harten Martensitinseln behindert, und gleichzeitig die Rissbildung erleichtert, weil hohe lokale Härteunterschiede die Entstehung von Poren begünstigen. Um eine Verbesserung der Biegeeigenschaften von neuen höchstfesten Stählen zu erreichen, ist eine hohe Verfestigung bei möglichst geringen lokalen Härteunterschieden im Gefüge anzustreben. Unter den untersuchten Stahlsorten war dies für den CP980HD, einen Stahl mit homogener bainitischer Matrix und einer feinen Verteilung von Restaustenit, am besten erfüllt. Bei Rissbildung wurden daher für diese Stahlsorte die kleinsten Biegeradien im Gesenkbiegeversuch und der größte Biegewinkel im Dreipunkt-Biegeversuch erreicht.

AB - Für den erfolgreichen Einsatz von neuen höchstfesten Stählen in Automobilkarosserien muss eine ausreichende Umformbarkeit, einschließlich der Biegbarkeit, sichergestellt werden. Die Grenzen der Umformbarkeit werden dabei durch das Einsetzen von Dehnungslokalisierung oder Rissbildung bestimmt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich damit, wie diese Prozesse bei Advanced- und Ultra High Strength Steels (AHSS, UHSS) mit Festigkeiten über 1000 MPa von der Mikrostruktur beeinflusst werden. Es wurden Dreipunktbiege- und Gesenkbiegeversuche an Stahlsorten mit verschiedenen Mikrostrukturen (Ferrit-Martensit, Bainit, angelassener Martensit; jeweils auch mit Restaustenit) durchgeführt. Dabei wurde die Entwicklungsstadien der Schädigung genau analysiert, um den Einfluss der verschiedenen Mikrostrukturen auf Dehnungslokalisierung und Rissbildung klären zu können. Ergänzend wurden Zugversuche und Hole Expansion Tests für eine umfassendere Bewertung der Umformbarkeit herangezogen. Die Ergebnisse von Finite Elemente Simulationen des Dreipunkt-Biegeversuchs zeigen, dass die Dehnungsverteilung in großem Ausmaß von der Verfestigung des Materials abhängt. Durch mikroskopische Analyse von gebogenen Biegeproben wird außerdem gezeigt, dass sowohl die Bildung von Dehnungslokalisierungen in Form von Scherbändern als auch die Rissbildung von den Eigenschaften und der Verteilung der vorliegenden Phasen gesteuert werden. So wird beispielsweise das Wachstum von Scherbändern durch die harten Martensitinseln behindert, und gleichzeitig die Rissbildung erleichtert, weil hohe lokale Härteunterschiede die Entstehung von Poren begünstigen. Um eine Verbesserung der Biegeeigenschaften von neuen höchstfesten Stählen zu erreichen, ist eine hohe Verfestigung bei möglichst geringen lokalen Härteunterschieden im Gefüge anzustreben. Unter den untersuchten Stahlsorten war dies für den CP980HD, einen Stahl mit homogener bainitischer Matrix und einer feinen Verteilung von Restaustenit, am besten erfüllt. Bei Rissbildung wurden daher für diese Stahlsorte die kleinsten Biegeradien im Gesenkbiegeversuch und der größte Biegewinkel im Dreipunkt-Biegeversuch erreicht.

KW - AHSS

KW - DP

KW - CP

KW - dual phase steel

KW - complex phase steel

KW - microstructure

KW - bending

KW - shear band formation

KW - crack initiation

KW - AHSS

KW - HD

KW - DP

KW - CP

KW - Dualphasenstahl

KW - Complexphasenstahl

KW - Mikrostruktur

KW - Biegen

KW - Scherband

KW - Rissbildung

M3 - Dissertation

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