Gefüge-Eigenschafts-Korrelation von hochfesten Mehrphasenstählen im Biegeumformprozess

Beim Biegen hochfester Mehrphasenstähle führen enge Radien zu frühzeitigen und nicht vorhersehbaren Rissen und können zudem eine ausgeprägte Zugrilligkeit auf der Oberfläche, die als Ridging bezeichnet wird, entwickeln. In dieser Arbeit werden die grundlegenden Einflussgrößen des Gefüges auf die Biegbarkeit hochfester Mehrphasenstähle und das Ridging an zwei hochfesten Kaltbändern (HCT980X und HCT980C) untersucht. Durch eine Analyse der Schädigungsmechanismen sowie der Optimierung der Gefügezusammensetzung und der Prozessparameter kann die Biegsamkeit signifikant gesteigert und das Ridging verringert werden. Es zeigt sich, dass der Kohlenstoffgehalt und die Verteilung des Kohlenstoffs im Gefüge eine Schlüsselrolle für die auftretenden Schädigungsmechanismen und die Zugrilligkeit einnehmen. Bei geringen Kohlenstoffgehalten vollzieht sich die Schädigung hauptsächlich in den Randbereichen und führt dort zu einer langsam fortschreitenden Ablösung der Phasengrenzen. Es bilden sich Zonen mit erhöhter Porenanzahl in Bereichen von Oberflächenscherbändern, die im weiteren Verlauf einer Biegung rissinitiierend wirken. Ein erhöhter Kohlenstoffgehalt führt zu einer Porenbildung, die auch in tieferliegenden Bereichen maßgeblich zur Schädigung beiträgt und stark vom Anteil an polygonalem Ferrit und angelassenem Martensit abhängt. Neben Gefügeoptimierungen wurde der Einfluss verschiedener Prozessparameter untersucht. Ein Vorpolieren der Oberfläche sowie ein größerer Stempelradius können die Ausbildung von Zugrilligkeit reduzieren. Die Umformgeschwindigkeit hat keinen signifikanten Einfluss. Durch eine Erhöhung der Überalterungstemperatur wird die verbleibende Kaltwalztextur reduziert, sodass das Ridging, und das damit verknüpfte anisotrope Verhalten, deutlich gemindert werden kann.