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Tuesday, September 20, 2022, TZ 4 und TZ 5 12:00 PM Fügen im Fahrzeugbau |
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Erweitern des Konstitutionsschaubildes für hoch Mn-haltige Stähle in Mischschweißverbindung durch Gefährdungsbereiche |
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Florian Urban* / Otto von Guericke Universität Magdeburg, Deutschland Norman Kauss / Otto von Guericke Universität Magdeburg, Deutschland Manuela Zinke/ Otto von Guericke Universität Magdeburg, Deutschland Sven Jüttner/ Otto von Guericke Universität Magdeburg, Deutschland |
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Austenitische Eisen-Mangan-Stähle (FeMn) haben aufgrund ihrer hervorragenden mechanisch-technologischen Eigenschaften ein großes Leichtbaupotential, welches insbesondere für den Automobilbau von großem Interesse ist. Diese Eigenschaften erreichen sie infolge des TWIP (Twinning Induced Plasticity) -Effekts. Durch die hohe Festigkeit bei gleichzeitig sehr guter Dehnung ist eine starke Reduzierung der Blechdicke möglich. Die Herausforderung bei der Anwendung der hoch Mn-haltigen Stähle liegt in der Integration in bereits bestehende Konstruktionen aus bewährten Karosseriestählen. Dabei kann es beim Verbinden mit ferritischen Fügepartnern (Schwarz-Weiß-Verbindungen) zu Problemen wie inhomogener Durchmischung der Schmelze, ungewollter Martensitbildung (unzulässige Aufhärtung) oder schweißbedingter Heiß- oder Kaltrissbildung im MSG- oder RP-Mischschweißgut kommen. Da das SCHAEFFLER-Diagramm in seiner ursprünglichen Fassung für Fügepartner mit hohen Mn-Gehalten keine Gültigkeit besitzt, wurde zur Vorhersage der Schweißgutgefüge ein neues Konstitutionsschaubild, das COHMS-Diagramm, am IWF (Universität Magdeburg) entwickelt. Dieses wurde in seiner ersten Fassung schon auf einer der vergangenen Großen Schweißtechnischen Tagungen (2017) vorgestellt. Dieses COHMS (Constitition of High Manganese Steel Welds) Diagramm liefert dem industriellen Anwender jedoch keinen Hinweis auf die o. g. Gefährdungsbereiche – ähnlich wie BYSTRAM für das SCHAEFFLER-Diagramm. Aus diesem Grund wurden in einem FOSTA-Projekt weiterführende Untersuchungen zur Bestimmung dieser Bereiche unter Nutzung verschiedener Fügepartner mit FeMn-Stahl unter Berücksichtigung des MSG-Schweißprozesses durchgeführt. Es wurden verschiedene Prüfverfahren, wie Härteprüfung, 4 Punkt Biegeversuch, Scher- und Schlagzugversuch sowie PVR (Programmierter Verformungsriss) -Test und CPT (Cast Pin Tear) -Test eingesetzt. Teilweise war zum Erreichen von Prüferergebnissen mit hoher Aussagekraft eine Modifizierung dieser Prüfmethoden erforderlich. Der Beitrag stellt die Prüfmethoden vor, informiert über die Prüfergebnisse und gibt Hinweise auf die o.g. Gefährdungsbereiche. |