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Werkstofftechnik 2 - Änderungen im Gefüge

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Werkstofftechnik 2

Änderungen im Gefüge

Die Umformtechnik beschäftigt sich mit der Umformung von Formteilen und Halbzeug. Hierbei wird die Plastizität der Metalle ausgenutzt, die sich aus der Erzeugung und Bewegung von gleitfähigen Versetzungen im Metall ergibt. Dabei spielt vor allem die vorliegende Prozesstemperatur eine entscheidende Rolle:

  • Liegt die Temperatur mit unteren und mittleren Bereich, so führt eine Umformung zu einer Verfestigung.
  • Liegt die Temperatur hingegen im oberen Bereich, so ist eine Entfestigung in Folge der Umformung zu verzeichnen.  

Als Oberbegriffe dienen für diese Umformvorgänge die Ausdrücke Kaltverformung und Warmverformung.

Einflussfaktor Temperatur

Neben dem Einfluss auf die Festigkeit des Gussstücks, hat die Temperatur auch direkten Einfluss auf die durch die Verformungsvorgänge veränderten Gefüge

Bei kalterverformten einphasigen Metallen werden in Verformungsrichtung gestreckte Kristallite gebildet, woraus sich eine Verformungstextur ergibt. Liegt eine nicht verformungsfähige Zweitphase mit kleinen Teilchen vor, so werden die Teilchen infolge der Fließvorgänge in der Matrix gedreht und umgelagert. Größeren Teilchen dieser Zweitphase ergeht es hingegen weniger behutsam, denn sie werden im Prozess in kleinere Teilstücke zerbrochen. 

Bei warmverformten einphasigen, homogenen Metallen ergibt sich hingegen ein rekristallisiertes, feinkörnig-globullitisches Gefüge. Bei inhomogenen oder heterogenen Gefüge bilden sich die Gefügebereiche in Verformungsrichtung ausgestreckten Zeilen aus. Ein derartiges Gefüge wird als Gefügezeiligkeit oder Faserstruktur bezeichnet. 

Umformverfahren

Da eine große Anzahl von Umformungsverfahren existiert, ordnet man diese vorzugsweise nach der Art der Beanspruchung, die das plastische Fließen des Metalls verursacht. Man kategorisiert daher nach:

  • Druckumformverfahren [Relevant]
  • Zugdruckumformverfahren [Relevant]
  • Zugumformverfahren
  • Biegeumformverfahren
  • Schubumformverfahren

In der Praxis dominieren die ersten beiden Verfahrensarten. Zu den Druckumformverfahren zählen das Schmieden, Strangpressen, Fließpressen sowie das Walzen. Die bekanntesten Zugdruckumformverfahren sind das Tiefziehen oder das Drahtziehen. 

Aus verfahrenstechnischer Sicht kann man die im letzten Textabschnitt genannten Verfahren in Massivumformverfahren [Schmieden, Pressen, Walzen] und Blechumformverfahren [Tiefziehen, Drahtziehen] unterteilen. Die Gemeinsamkeit aller gennanten Verformungsverfahren besteht darin, dass sie sowohl kalt, halbwarm und warm durchgeführt werden können.  

Wichtig

Im den nachfolgenden Kurstexten werden die unterschiedlichen Umformungsverfahren betrachten und ihre signifikanten Merkmale beschrieben.