Umformen Flashcards
Worum geht es?
Herstellung von Halbzeugen und Formteilen unter Ausnutzung der Plastizität von Metallen bei gezielter Veränderung der Geometrie
Umformen
Welche Umformtechniken kennst du?
(Massiv-Umformen)
Walzen
Strangpressen
Schmieden
Biegen
Tiefziehen
Streckziehen
Wie nennt man den Momentanwert der Spannung, der erforderlich ist, um das Material weiter zu verformen?
Fließspannung
Wahr oder falsch?
Umformgrad = wahrer Verformungsgrad
Wahr
Im plastischen Bereich, wird das Verhalten des Metalls durch die Fließkurve ausgedrückt. Beschreiben Sie diese.
kf = a * sigma^n
a: Werkstoffkonstante
n: Verfestigungsexponent
Wahr oder falsch?
Ein Kennwert für die Umformbarkeit existiert
Falsch!
Kennwert für die Umformbarkeit existiert nicht, da die Umformbarkeit von verschiedenen Einflussgrößen abhängig ist
Wie wird die Umformbarkeit bewertet?
Notwendige Umformspannung
–> Umformkräfte, Spannungszustand, Dimensionierung der Werkzeuge
Maximale Verformung bis zum Bruch oder bis zum Auftreten einer plastischen Instabilität
–> Einschnürung
Formänderungsvermögen
–> experimentell ermittelt
Nenne die wichtigsten Einflussgrößen auf die Umformung
Temperatur (Verfestigung, Erholung & Rekristallisation)
Mikrostruktur (Anisotropie, Verfestigung, Plastizität)
Umformparameter (Verfestigung, Duktilität, Plastizität)
chemische Zusammensetzung
struktureller Aufbau
Einflussgrößen auf die Umformung
Worin unterscheidet man bei der Temperatur?
Kaltumformung
–> Umformtemperatur = Raumtemperatur
Warmumformung
–> Umformtemperatur > Rekristallisationstemperatur ( ~ 0,4 * Tm)
Nenne die Vor- und Nachteile der Kaltumformung
Vorteile:
- Hohe Festigkeit und Härte des Produktes,
- hohe Oberflächengüte,
- keine Erwärmung erforderlich
Nachteile:
- Höhe Kräfte und Leistung sind erforderlich
- bei einigen Materialen:
zusätzliches Glühen nötig (s. 2.2.5.)
- einige Materialien sind nicht/ bzw. schlecht kaltumformbar
Beschreibe die Wirkung der Kaltverformung auf:
Zugfestigkeit Streckgrenze Härte Bruchdehnung Brucheinschnürung
steigt:
Zugfestigkeit
Streckgrenze
Härte
sinkt:
Bruchdehnung
Brucheinschnürung
Nenne die Vor- und Nachteile der Warmerformung
Vorteile:
- hohe Verformung möglich
- mit geringerer erforderlicher Kraft und Umformleistung
- Verformung von Materialien mit geringer Duktilität
- keine Verfestigung und daher keine zusätzliches Glühen erforderlich
Nachteile:
- höhere Produktionskosten
- kürzere Werkzeug-Standzeiten
- Energiekosten.
Beschreibe den Einfluss des Gittertyps auf die Umformbarkeit bei kfz Gittern
gute Gleitbedingungen
- -> gute plastische Verformbarkeit
- -> 12 Gleitsysteme hoher Qualität
Beschreibe den Einfluss des Gittertyps auf die Umformbarkeit bei hex Gittern
begrenzte Verformbarkeit
- geringe (drei) Gleitsysteme
bei Kaltverformung
- nur niedrige Umformgeschwindigkeiten und Umformgrade zulässig
Beste (Kalt-)umformbarkeit im “…” Zustand.
“„einphasigen“, weichgeglühten”
Bei cC > 0,2 % (wegen hoher Festigkeitsanforderungen) ist ein Weichglühen (kugeliger Zementit oder Karbide) fast zwingend erforderlich.
Nenne die Anforderungen an Tiefziehstähle
Niedriger Kohlenstoffgehalt
Feinkörniges, möglichst texturarmes Gefüge
Keine ausgeprägte Streckgrenze
–> Abhilfe bei ausgeprägter Streckgrenze:
Blech vor dem Tiefziehen mit Dressierstich kaltwalzen (Streckgrenze verschwindet bei Lagerung bei Raumtemperatur für einige Tage bis Wochen)
Abbinden von C und N durch Zugabe starker Karbid- und Nitridbildner (Ti, Nb) beseitigt die Streckgrenze dauerhaft
Wie lässt sich ein umgeformtes Bauteil wieder in den Ausgangszustand zurückversetzen?
Durch einen Glühprozess
Was geschieht bei der Kristallerhohlung?
Ausheilen von Defekten (Annihilation)
Polygonisation
Kristallerhohlung - Worum geht es?
- Umordnung der Versetzungen durch Diffusion
- Orientierungsunterschied benachbarter Zellen verringert sich
- Zellbereich wird zum Subkorn
- Zellwand wird zur Subkorngrenze
Polygonisation
Wozu führt Polygonisation?
Polygonisation führt zur deutlichen Verminderung der inneren Energie
verbunden mit dem Abbau von Eigenspannungen
Wozu kommt es nach der Kristallerholung bei Fortsetzung des Glühprozesses?
Rekristallisation
Nenne die Vorraussetzungen für Rekristallisation
Verformungsgrad muss ausreichend groß sein (kritischer Wert überschritten)
- ausreichend Energie im Werkstoff durch Umformung eingebracht
- Temperatur, die Rekristallisation ermöglicht, muss überschritten werden (Rekristallisationstemperatur)
- Zeit
Was ist die Triebkraft bei der Rekristallisation
Energiedifferenz zwischen umgeformten und rekristallisiertem Gefüge
Was ist das Ziel der Rekristallisation?
Bildung neuer spannungsfreier und gleichachsiger Körner
geringe Versetzungsdichte
Die “…” ist diejenige Temperatur, bei der ein hinreichend stark plastisch verformter Werkstoff (ep > 10%) in t = 1 h vollständig “…”.
“Rekristallisationstemperatur TR”
“rekristallisiert”
Wie wird die Rekristallisationstemperatur nährungsweise bestimmt?
TR = 0,4 * Tm [K]
Wahr oder falsch?
Rekristallisation ist ein diffusionsgesteuerter Prozess.
Wahr
Wahr oder falsch
Rekristallisation setzt durch eine höhere Temperatur schneller ein während der zeitl. Ablauf gleich ist.
Wahr
Je höher der Umformgrad desto “..” ist die Körngröße nach der Rekristallisation.
“kleiner”
Je höher die Glühungstemperatur desto “..” ist die Körngröße nach der Rekristallisation.
“größer”
Worum geht es?
- Abbau eines Teils der zugeführten Verformungsenergie aufgrund erhöhter Diffusion (höhere Temperatur)
- Ausheilen von Punktdefekten
- Versetzungsbewegung (ggf. leichte Verringerung der
Versetzungsdichte - Umordnung der Versetzung (Polygonisation)
Erhohlung
Abb. Änderung der Eigenschaften
vgl. Folie 44
Worum geht es?
Bevorzugtes Wachstum einzelner Körner
Insbesondere bei hohen Umformgraden und hohen Glühtemperaturen
Sekundärrekristallisation
Worum geht es?
Die “…” ist die Formänderung eines Bauteils unter Rekrisallisationstemperaturen (
“Kaltverformung”
Worum geht es?
Die “…” ist die Formänderung eines Bauteils bei Temperaturen oberhalb der Rekrisallisationstemperatur (>TR). Schon während des Umformvorgangs bildet sich ein neues Gefüge.
“Warmverformung”
Worum geht es?
Dass die beschriebenen Vorgänge natürlicher Art und nicht immer linear beschreibbar sind, erkennt man an dem Auftreten der so genannten kontinuierlichen Rekristallisation. Sie tritt bei sehr hohen Umformgraden auf. Bevor die kontinuierliche Rekristallisation einsetzt, findet eine starke Erholung statt, in deren Verlauf sich sowohl Kleinwinkel- als auch Großwinkelkorngrenzen bilden. Bei der anschließenden Rekristallisation tritt dann keine Wanderung der Großwinkelkorngrenzen auf.
Kontinuierliche Rekristallisation
Erkläre worum es sich bei der Erholung - dynamischen und statischen Vorgängen handelt.
Unabhängig davon, ob es sich um Erholung oder Rekristallisation handelt, wird noch nach dynamischen und statischen Vorgängen unterschieden. Dynamische Prozesse laufen während des Umformvorgangs ab, statische im Anschluss.
Wahr oder falsch
Die Härte nimmt durch Rekristallisation ab.
Wahr
Der “…” nach Erichsen ist ein nach DIN und EN genormter Versuch die Eignung zum “…” zu ermitteln. Das Blech wird mit einer Vorkraft in die Maschine eingespannt um ein Verrutschen zu verhindern. Der Stempel oder die Unterlage bewegen sich aufeinander zu und das Blech wird von der Vorschubskraft verformt. Erschütterungen sind bei diesem Versuch zu vermeiden. Der polierte Stempel bewegt sich auf das Blech zu und beginnt es zu verformen. Der Versuch endet mit dem Einreißen des Blechs.
Bei diesem Versuch sollte der Stempel eine ausreichende Härte aufweisen (750HV 30) um Verschleiß und Verformung zu vermeiden, die die Aussagekraft des Versuchs herabsetzen würden.
“Tiefungsversuch”
“Tiefziehen”
Wahr oder falsch?
Bei Volumenkonstanz muss die Summe der Umformgrade “null” ergeben.
Wahr
Bei welchem technischen Verfahren macht man sich die Rekristallisation zu Nutze? Stichwort: Wärmebehandlung.
Rekristallisationsglühen
Was sind Frank-Read-Quellen?
Versetzungsquellen
Welche Aussagen treffen für die Kaltverfestigung zu.
A. Anstieg der Zugfestigkeit B. Anstieg der Härte C. Es werden ständig neue Versetzungen gebildet. D. Abfall der Streckgrenze E. Anstieg der Duktilität
A, B, C
Wahr oder falsch?
Rekristallisation wird in primäre, sekundäre und tertiäre Rekristallisation eingeteilt. Außerdem unterscheidet man zwischen dynamischer, statischer und kinetischer Rekristallisation.
Falsch
Wahr oder falsch?
Die Rekristallisationtemperatur hängt von der Versetzungsdichte ab.
Wahr
Bei wieviel Prozent der Schmelztemperatur (Kelvin-Skala) liegt für gewöhnlich die Rekristallisationstemperatur für ein Metall?
40
Wie nennt man eine erneute diskontinuierliche Rekristallisation?
Tertiäre Rekristallisation
Welcher Prozess geht der Rekristallisation voraus?
Erholung
Wie werden die Vorgänge während der Erholung und Rekristallisation aktiviert? Antwort in einem Wort.
thermisch
Welche Aussagen treffen auf Rekristallisation und Erholung zu?
Wählen Sie eine oder mehrere Antworten:
A. Während der Erholung bleiben die Festigkeitswerte so gut wie unverändert.
B. Während der Rekristallisation sinkt die Duktilität mit der Festigkeit.
C. Während der Rekristallisation geht die Versetzungsdichte auf Null zurück.
D. Während der Rekristallisation nimmt die Versetzungsdichte deutlich ab.
E. Während der Rekristallisation sinken die Festigkeits- und Härtewerte stark.
F. Während der Erholung kommt es zur Bildung von Kleinwinkelkorngrenzen.
A
D
E
F
Wie heißt der Punkt an dem Walz- und Blechgeschwindigkeit gleich groß sind?
Fließscheide
Erzielt man bei spröder Materialien einen Vorteil, wenn man sie vor dem Walzen erhitzt?
Ja
Welchen Vorteil kann es bringen das Blech nach dem Walzen einer Wärmebehandlung zu unterwerfen?
Wählen Sie eine oder mehrere Antworten:
A. Mit Rekristallisationsglühen erzielt man ein Gefüge praktisch ohne Vorgeschichte, relativ fest und duktil.
B. Es bringt keinen Vorteil, wenn man eine hohe Versetzungsdichte einstellen möchte.
C. Mit Grobkornglühen stellt man durchschnittliche große Körner ein, die für den Einsatz hochfester Stähle besonders geeignet sind.
A
B
“…” ist ein Verarbeitungsschritt bei der man dem Werkstück eine andere Form gibt, wobei der Volumen des Teils unverändert bleibt. Dementsprechend spielt das Formänderungsvermögen, das heißt die Duktilität und die Plastizität eine wichtige Rolle.
“Umformen”
Die “…” ist die Formänderung eines Bauteils unter Rekrisallisationstemperaturen (
“Kaltverformung”
“Frank-Read-Quellen (Versetzungsquellen)”
Die “…” ist die Formänderung eines Bauteils bei Temperaturen oberhalb der Rekrisallisationstemperatur (>TR). Schon während des Umformvorgangs bildet sich ein neues Gefüge.
“Warmverformung”
Während der “…” finden Umordnungsprozesse statt, die die angesammelte Innere Energie U partiell abbauen, denn auch Metalle streben einen Zustand kleinster Energie an.
“Erholung”
Erholung
(…) Dazu beginnen Stufenversetzungen thermisch aktiviert zu “…” und Schraubenversetzungen fangen an zu “…”.
“klettern”
“quergleiten”
Eindimensionale Fehler, also Stufen- und Schraubenversetzungen, heilen durch gegenseitige “…” vorzeichenfremder Versetzungen.
“Annihilation”
Während der Erholung kommt es thermisch aktiviert zu einer Umordnung der Versetzungen durch Quergleiten und Klettern. Dabei bilden sich “…” indem sich Versetzungen senkrecht zur Korngrenze anordnen. Das ist möglich, da Versetzungen miteinander über ihr Spannungsfeld wechselwirken. Die Subkörner haben keine “gebogene” Netzebenen mehr. Die Gesamtenergie des Systems wurde reduziert. Man spricht bei diesem Umbau von einer “…”, dazu sind allerdings höhere Beweglichkeiten und höhere Temperaturen notwendig.
“Kleinwinkelkorngrenzen/Subkorngrenzen”
“Polygonisation”
Wie wird die Erholung “aktiviert”?
thermisch
Wahr oder falsch?
Bei der Rekristallisation gehen die eingestellten mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs verloren.
Wahr!
Je mehr verformt ein WK ist, desto “…” sind seine Körner nach der Rekristallisation.
“kleiner”
In Abhängigkeit vom Verformungsgrad stellt sich ein mehr oder weniger feines Korn während der Rekristallisation ein.
Die wichtigsten Parameter zur Beurteilung oder Voraussage des Rekristallisationsvorganges sind “…” und “…”. Die Korngröße zeigt eine deutliche Abhängigkeit von den beiden Einflussgrößen. Es besteht ein deutlich “…” Zusammenhang.
“Glühtemperatur”
“Verformungsgrad”
“nicht-linearer”
Wahr oder falsch?
Die Glühdauer ist bei der Rekristallisation nicht wirklich relevant.
Wahr!
Zu große Glühdauern leiten jedoch die Prozesse der sekundären und tertiären Rekristallisation ein, also ein inhomogenes starkes “…”.
“Korngrößenwachstum”
Welche Gesetzmäßigkeit beschreibt Folgendes:
Kornfeinung erhöht die mechanische Festigkeit.
Hall-Patch-Beziehung
Man spricht von “…”, wenn sie von den eingebrachten Versetzungsenergie angetrieben wird. Im diesem Prozess bilden sich die Körner und ein erstes Kornwachstum setzt ein. Weil dieser Vorgang von der Versetzungsdichte innerhalb des Werkstoffs abhängt und diese nicht gleichmäßig über das Werkstück verteilt vorliegt, spricht man auch von “…” Rekristallisation.
“primärer Rekristallisation”
“diskontinuierlicher”
Dass die beschriebenen Vorgänge natürlicher Art und nicht immer linear beschreibbar sind, erkennt man an dem Auftreten der so genannten “…”. Sie tritt bei sehr hohen Umformgraden auf. Bevor die “…” einsetzt, findet eine starke Erholung statt, in deren Verlauf sich sowohl Kleinwinkel- als auch Großwinkelkorngrenzen bilden. Bei der anschließenden Rekristallisation tritt dann keine Wanderung der Großwinkelkorngrenzen auf.
“kontinuierlichen Rekristallisation”
“kontinuierliche Rekristallisation”
Die “…” ist ein ungleichmäßig starkes Wachsen einzelner Körner in dem schon rekristallisierten Gefüge, gegenüber anderen. Das sich an die Rekristallisation anschließende Kornwachstum ist natürlich, wenn auch häufig ungewollt (Hall-Patch-Beziehung). Die “…” hebt sich damit von dem gleichmäßigen Wachstum großer Körner gegenüber kleineren Körnern ab, bei dem sich die Verteilungsfunktion nicht ändert. Man spricht von “…” Rekristallisation.
“sekundäre Rekristallisation”
“sekundäre Rekristallisation”
“diskontinuierlicher”
Wenn während oder nach der sekundären Rekristallisation wieder diskontinuierliches Kornwachstum auftritt, spricht man von “…”.
“tertiärer Rekristallisation”
Die Blechgeschwindigkeit ist vor der Walze “…”, hinter der Walze “…” als die Walzgeschwindigkeit.
“kleiner”
“größer”
Wahr oder falsch?
Die durch den Walzvorgang erreichte Härtesteigerung kann durch einen Rekristallisationsvorgang wieder rückgängig gemacht werden.
Wahr!
Tiefziehen mit dünnen Blechen ist ein gutes Beispiel für “…” Rekristallisation, das diskontinuierliche Kornwachstum aufgrund von Einschränkungen des Wachstums in eine Richtung (Blechwand).
“tertiäre”
