Kennwertermittlung bei xpand^®-Güten

Eine umformtechnische Charakterisierung von Blechwerkstoffen erfolgt maßgeblich mit Hilfe von Testmethoden wie dem Zugversuch und der Grenzformänderungskurve. Durch diese Tests wird die Umformbarkeit des Grundwerkstoffs bewertet. Aussagen zum Umformvermögen einer mittels Scherschneiden hergestellten Blechkante können auf diese Weise unter Umständen nicht getroffen werden. Ursächlich dafür ist die Vorschädigung der Schnittkante durch den Scherschneidprozess, durch die das Formänderungsvermögen insbesondere bei höherfesten Materialien im Kantenbereich deutlich reduziert werden kann. Für den Fall, dass ein Material sensibel auf Vorschädigungen an der Kante reagiert, wird dieses als kantenrissempfindlich bezeichnet. In der Forschungslandschaft gibt es eine Reihe von Testmethoden, um die Kantenrissempfindlichkeit eines Werkstoffes zu bewerten. Die derzeit einzige genormte Prüfmethode ist durch den Lochaufweitungstest nach ISO 16630 gegeben. 

Um der Herausforderung des verminderten Kantenformänderungsvermögens durch Scherschneiden werkstoffseitig zu begegnen, hat die Salzgitter Flachstahl ihre Mehrphasenstähle diesbezüglich weiterentwickelt und gezielt optimiert. Diese Generation der Mehrphasenstähle trägt den Namenszusatz xpand^®. Die Bezeichnung xpand^® lehnt sich dabei an das lateinische Wort expandere (= erweitern, ausweiten) an und steht für ein garantiertes Lochaufweitungsverhältnis der Stähle. Das Lochaufweitungsverhältnis λ eines Werkstoffs kennzeichnet den Widerstand des Materials gegen Rissausbreitung und ist ein Maß für seine Kantenrissempfindlichkeit und Umformbarkeit der Kante. Ermittelt wird dieser Kennwert nach dem Standard der ISO 16630. Bei diesem Testverfahren wird ein Loch mit einem Stanzstempeldurchmesser von d_p = 10 mm und einem relativen Schneidspalt von 12 % durch Scherschneiden in die Blechprobe eingebracht. Anschließend wird dieses mit einem konischen Stempel aufgeweitet. Sobald ein durch die gesamte Blechdicke verlaufender Riss visuell wahrgenommen wird, wird die Aufweitung gestoppt und der resultierende Lochdurchmesser D_h ermittelt. Das Lochaufweitungsverhältnis ist dann definiert als das Verhältnis von Lochdurchmesserzunahme (D_h - D₀) zum ursprünglichen Lochdurchmesser D₀ (Abbildung 1). Zur Ermittlung der Werkstoffeigenschaften wird der Versuch drei Mal wiederholt und der Mittelwert des Lochaufweitungsverhältnisses angegeben. Die zur xpand^®-Familie gehörenden Stähle weisen optimierte Eigenschaften bei der Umformung von schergeschnittenen Blechkanten auf und ermöglichen somit eine Erweiterung des Produktspektrums beim Kunden. Sichtbar wird dieser Vorteil beispielsweise beim Fertigungsverfahren „Kragenziehen“ durch einen im Vergleich zum Standard höheren herstellbaren Kragen.

Die einzelnen xpand^®-Stähle der Salzgitter Flachstahl finden Sie hier.

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