Ermittlung von Berechnungskennwerten an Karosseriewerkstoffen – Bericht über ein Gemeinschaftsprojekt der Stahl‐ und Automobilindustrie

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Vol. 35; no. 8; pp. 483 - 494
• Main Authors: Bleck, W., Engl, B., Frehn, A., Nicklas, D., Steinbeck, G.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim WILEY‐VCH Verlag 01.08.2004
• Subjects: Anisotropiekennwerte; anisotropy values; Automobilindustrie; automotive industry; chemical composition; chemische Zusammensetzung; Eingangsprüfung; FE‐analysis; FE‐Simulation; heat treatment; material database; material properties; mechanical properties; mechanische Eigenschaften; Metallographie; metallography; n‐values; n‐Werte; predeformation; project structure; Projektorganisation; Prüf‐ und Dokumentationsrichtlinie; reception test; Stahlauswahl; Stahlindustrie; steel concepts; steel grades; Steel industry; testing and documentation precept; Vorverformung; Werkstoffdatenbank; Werkstoffkennwerte; Werkstoffkonzepte; Wärmebehandlung
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.200400765

Im Rahmen eines gemeinschaftlichen Projektes der Stahl‐ und Automobilindustrie wurden an insgesamt 20 Stählen für Feinblech Kennwerte für die FEM‐Simulation ermittelt. Im Einzelnen handelte es sich um elastische, plastische und zyklische Kennwerte, die über einen Zeitraum von 3 Jahren von unterschiedlichen Prüfstellen erarbeitet wurden. Die untersuchten Stähle unterschieden sich hinsichtlich ihrer Ausgangsgefüge und Werkstoffkonzepte, wobei neben verschiedenen einphasigen ferritischen Stahlsorten auch Mehrphasen‐Stähle wie Dualphasen‐, Complexphasen‐ und TRIP‐Stähle sowie 2 austenitische nicht rostende Stähle zum Einsatz kamen. Die Stähle wurden sowohl im Ausgangszustand als auch in definierten Vorverformungs‐ und Wärmebehandlungszuständen untersucht. Die Vorgaben für die Herstellung dieser Zustände und für die anschließende Prüfung wurden von den Projektpartnern in der sogenannten „Prüf‐ und Dokumentationsrichtlinie”︁ festgelegt, mit deren Hilfe eine standardisierte Kennwertermittlung und Datenaufbereitung für eine von der Automobilindustrie realisierte Werkstoffdatenbank möglich wurde. Den elastischen, plastischen und zyklischen Prüfungen wurde eine Eingangsprüfung vorgeschaltet, in der die Stähle hinsichtlich ihrer Gefügeausbildung, Oberfläche, chemischen Zusammensetzung und mechanischen Eigenschaften im quasistatischen Zugversuch vollständig charakterisiert wurden. Die Ergebnisse der einzelnen Prüfbereiche (plastisch, elastisch, zyklisch) werden in separaten Veröffentlichungen ausführlich vorgestellt. Es hat sich gezeigt, dass Werkstoffgruppen mit nahezu gleicher Verfestigungscharakteristik existieren, so dass eine rechnerische Vorhersage von Kennwerten und Fließkurven artverwandter Stähle möglich erscheint. Diese Thematik wird in einem am 01. Januar 2003 angelaufenen Nachfolgeprojekt im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen. Determination of input data for numerical design of sheet steels – Report on a common research project of the steel and automotive industry Within the scope of a common research project of the steel and automotive industry, 20 sheet steels have been investigated to obtain input data for FE‐analysis. In detail, elastic, plastic and fatique characteristical values were determined by several testing institutes for a period of 3 years. The investigated sheet steels differ with regard to the microstructure and the steel concept. Beside several ferritic steels, multiphase steels like dual phase‐, complex phase‐ and TRIP steels as well as 2 austenitic stainless steels were characterised. The starting materials and selected steels with a defined predeformation and heat treatment were investigated. Within this project, the partners developed a testing and documentation precept in which the ways and means were fixed to reach the defined steel condition and to enable a standardised testing and data output for the material database, realised by the automotive industry. Before the actual elastic, plastic and fatique testing, a reception test for all steels was carried out to characterise the materials with regard to the microstructure, surface condition, chemical composition and mechanical properties, obtained in the quasistatic tensile test. The results of the different testing institutes (elastic, plastic and fatique) will be presented in separate publications in detail. As a result of this project it became obvious that the investigated steels can be divided into steel groups which show a similar strain hardening behaviour. Thus, a prediction of mechanical values and flow curves for cognate steels within one steel group seems to be possible. This subject will be the focus of further investigations within the scope of a new project started on January 1st, 2003.