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Der Bake-Hardening-Effekt im ein- und mehrachsigen. Spannungszustand. Von der Fakultät Maschinenbau der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde ...
Der Bake-Hardening-Effekt im ein- und mehrachsigen Spannungszustand

Von der Fakultät Maschinenbau der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing/ genehmigte Abhandlung

Vorgelegt von Thorsten Müller aus Bielefeld

Hauptberichter:

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Klaus Siegert

Mitberichter:

Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Roos

Tag der mündlichen Prüfung:

25. Juni 2007

Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart 2007

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis

5

Symbolverzeichnis

7

Abbildungsverzeichnis

11

Abstract

17

Zusammenfassung

21

1

Einleitung und Zielsetzung

25

2

Stand des Wissens

27

2.1

Mechanismen der Festigkeitssteigerung bei metallischen Werkstoffen

27

2.2

Festigkeitssteigerung durch Alterungsvorgänge

27

2.2.1 Abschreckalterung

28

2.2.2 Verformungs- oder Reckalterung

28

2.3

Festigkeitssteigerung durch Teilchenhärtung

35

2.4

Bake-Hardening-Effekt

41

2.5

Einflüsse auf den Bake-Hardening-Effekt

44

2.5.1 Einfluss des Kohlenstoffgehalts

2.6 3

,

44

2.5.2

Einfluss der Korngröße

46

2.5.3

Einfluss von Legierungselementen

48

2.5.4 Einfluss der Vordehnung

52

2.5.5 Einfluss der Wärmebehandlung

54

Ermittlung der Bake-Hardening-Werte im einachsigen Zugversuch

57

Aufgabenstellung

61

3.1

Einachsiger Spannungszustand

61

3.2

Mehrachsiger Spannungszustand

61

Inhaltsverzeichnis

4

Versuchsdurchführung 4.1

4.2

5

63

Einachsiger Zugversuch

63

4.1.1 Untersuchte Werkstoffe

66

4.1.2

67

Wärmebehandlung

4.1.3 Entnahme der Proben zur Walzrichtung

68

Mehrachsiger Spannungszustand

68

4.2.1 Fließortkurven

68

4.2.2 Hydraulisches Tiefen

72

Ergebnisse

75

5.1

Einachsiger Zugversuch

75

5.1.1

75

5.2

Ermittlung der Bake-Hardening-Werte

Mehrachsiger Spannungszustand

103

5.2.1 Fließortkurven

103

5.2.2

112

Hydraulisches Tiefen

6

Zusammenfassung und Ausblick

117

7

Literatur

121

Danksagung

137

Lebenslauf

138