Schmiedewerkstoffe und Anwendungen

Schmieden von Stahl

Abhängig von der Umformtemperatur kann das Stahlschmieden in drei Kategorien unterteilt werden. Warmumformung von Stahl, Halbwarmumformung von Stahl und Kaltumformung von Stahl. Zuerst beschreiben wir die Eigenschaften des Warmschmiedens von Stahl. Schmiedetemperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur zwischen 950-1250 °C, gute Umformbarkeit, geringe Umformkräfte und konstante Zugfestigkeit der Werkstücke. Eigenschaften des Warmschmiedens von Stahl: Schmiedetemperaturen zwischen 700-1000 ° C, weniger Zunder auf der Werkstückoberfläche, kleinerer Widerstand als beim Warmschmieden, höhere Umformkräfte als beim bestimmten Umformen und Warmschmieden auftreten, und niedrigere Umformung im Vergleich zur Kaltumformung sind in Form von Kräften. Drittens und letztens. Schmiedetemperaturen bei Raumtemperatur, Selbsterhitzungsfähigkeit bis 150 ° C durch Umformenergie, keine Zunder am Werkstück, Festigkeitssteigerung und Flexibilitätsabnahme durch Kaltverfestigung sowie geringe Umformbarkeit und hohe Umformkräfte sind erforderlich. Für industrielle Prozesse werden Stahllegierungen zunächst warm geschmiedet, während Messing, Kupfer, Bronze, Edelmetalle und diese Legierungen durch Kaltschmiedeverfahren hergestellt werden, wobei jedes Metall eine eigene Schmiedetemperatur benötigt.

Schmieden von Stahl
Abbildung 1. Schmieden von Stahl

Warum wird es verwendet?

Das Schmieden kann Teile erzeugen, die stärker sind als die, die durch jeden anderen Metallbearbeitungsprozess hergestellt werden, und deshalb werden Schmiedeteile fast immer dort eingesetzt, wo Zuverlässigkeit und menschliche Sicherheit von kritischer Bedeutung sind.

  1. Im Vergleich zu Gussteilen

Schmiedeteile sind fester als Gussteile. Das Gießen kann die Eigenschaften des Materials durch Warm- und Kaltarbeit nicht positiv beeinflussen. Das Schmieden beseitigt auch die Defekte von Gussblöcken und Strangguss. Da es beim Gießen keinen Kornfluss und keine Richtungskraft gibt, können beim Schmieden einige Defekte nicht verhindert und dendritische Strukturen, Legierungstrennung usw. entfernt werden. Die Warmumformung erfordert nicht so viel Kontrolle wie das Gießen, da sie die hohe Festigkeit, Duktilität und Beständigkeitseigenschaften verbessert und wirtschaftlich vorteilhaft ist.

Gussteile erfordern eine genaue Kontrolle des Schmelzens und Abkühlens, da ein ungleichmäßiges Wärmebehandlungsverhalten die Ebenheit der fertigen Teile beeinflussen kann. Darüber hinaus geben Schmiedeteile eine vorhersehbarere Reaktion auf die Wärmebehandlung und bieten eine bessere Dimensionsstabilität. Schmiedeteile sind eine flexible, kostengünstige und bedarfsgerechte Produktion.

Im Vergleich zu Schweißkonstruktionen/Fertigungen

Schmieden spart Material. Außerdem sind geschweißte Fertigungen in der Großserienproduktion kostenintensiver. Tatsächlich sind gefertigte Teile eine traditionelle Konvertierungsressource für das Schmieden, wenn das Produktionsvolumen steigt. Die Werkzeugkosten für das Schmieden können durch das Produktionsvolumen und die Materialeinsparungen sowie die einzigartige Fertigungsökonomie des Schmiedens, die geringeren Arbeitskosten, die Reduzierung von Ausschuss und Nacharbeit und die reduzierten Prüfkosten kompensiert werden. Geschweißte Strukturen sind im Allgemeinen nicht porös, und alle Festigkeitsvorteile, die durch das Schweißen oder Befestigen von Standard-Walzprodukten erzielt werden, können durch schlechtes Schweißen oder Verbinden verloren gehen. Außerdem erzeugt die im Schmiedeprozess erzielte Kornorientierung festere Teile. Eine geschweißte Mehrkomponenten-Baugruppe ist deutlich kostenintensiver als ein Schmiedeteil. Darüber hinaus erfordern geschweißte Baugruppen für hochbelastete Komponenten aufwändige Prüfverfahren.

Selektive Erwärmung und ungleichmäßige Abkühlung in der Schweißnaht können zu unerwünschten metallurgischen Eigenschaften führen, wie z. B. zu einer uneinheitlichen Kornstruktur. Eine Schweißnaht kann wie eine metallurgische Kerbe wirken, die zum Versagen des Teils führen kann. Außerdem haben Schmiedeteile keine inneren Hohlräume, die ein unerwartetes Versagen bei Belastung oder Schlag verursachen.

Im Vergleich zu Pulvermetallteilen (P/M)

Schmiedeteile sind stärker, niedrige mechanische Standardeigenschaften sind charakteristisch für P / M Teile, der Kornfluss eines Schmiedeteils bietet Festigkeit an kritischen Spannungspunkten. Eine kostspielige Änderung der Teiledichte oder Leckage ist erforderlich, um P / M-Defekte zu vermeiden, aber die Kornfeinung von Schmiedeteilen sorgt für Metallfestigkeit und Abwesenheit von Defekten. P / M-Formen sind auf solche beschränkt, die in Druckrichtung entfernt werden können, aber das Schmieden ermöglicht Teilekonstruktionen, die nicht auf Formen in dieser Richtung beschränkt sind. Beim Schmieden werden kostengünstigere Materialien verwendet.

Weiterführende Informationen finden Sie unter: Types Of Forging

References

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