Kennwertermittlung/Werkstoffcharakterisierung

Die Bestimmung relevanter Werkstoffkennwerte, die das Werkstoffverhalten unter realen Prozessbedingungen - seien es die bei der Verformung entstehenden oder die verwendeten Umformtemperaturen, die Umformgeschwindigkeiten oder die Umformgrade - exakt beschreiben, hat eine essentielle Bedeutung sowohl für die numerische Simulation als auch für die Validierung der Experimente und Bauteile.

Charakterisierung des Werkstoffverhaltens

  • Fließort- und Folgefließortkurven (biaxiale Prüfung)
  • zyklische Zug-Druckversuche (Bauschingereffekt)
  • Formänderungsvermögen (Grenzformänderungskurven nach ISO 12004 und bis 950 °C)

Bestimmung von mechanisch-physikalischen Werkstoffkennwerten (RT bis 1100 °C, 0,00001s-1 bis 1000 s-1)

  • elastische Kennwerte (E-Modul, Poisson-Zahl)
  • plastische Kennwerte (Gleichmaßdehnung, Verfestigungsexponent n, Bruchdehnung)
  • Festigkeitskenngrößen (Streckgrenze, Dehngrenze, Zugfestigkeit, Druckfestigkeit)
  • Spannungs-Dehnungs-Diagramme
  • Anisotropiekennwerte nach ISO 10113 (r-Werte)
  • Fließkurven

Bestimmung von thermisch-physikalischen Werkstoffkennwerten

  • thermischer Ausdehnungskoeffizient
  • Temperaturleitfähigkeit
  • spezifische Wärme
  • Berechnung der Wärmeleitfähigkei

Bestimmung von technologischen Werkstoffkennwerten

  • Formänderungsanalyse
  • Tribologie und Reibungsverhalten (RT bis 1000 °C)
  • Rohraufweitversuche/Berstversuche (RT bis 1000 °C)
  • Bulge- und Maxi-Bulge-Test (Bestimmung des Fließverhaltens oberhalb der Gleichmaßdehnung)
  • Erichsentiefung / Erichsenindex
  • Grenzziehverhältnisse
  • Lochaufweitverhältnis nach ISO 16630

Bestimmung der Werkstoffstruktur und von Eigenspannungen

  • qualitative Gefügebewertung
  • quantitative Analyse von Gefügeparametern
  • quantitative Bestimmung von Schichtdicken und anderen Größen in der mikroskopischen Abbildung
  • Kleinlast-, Mikrohärteprüfung und Härtemessung (HV, HB, HRC)
  • Härteverläufe und Härtekartografie
  • Rauheitsmessungen
  • röntgenografische Untersuchungen

Bauteilprüfung

  • Struktur und Oberfläche (Eigenspannungen, Gefüge, Schichten,….)
  • mechanische Eigenschaften (Härte, Festigkeit,…)
  • geometrische Eigenschaften (Form, Rücksprung,…)

  • Bereitstellung von realitätsnahen Kennwerten für die FE-Simulation
  • Beschreibung des Umformvermögens von Werkstoffen und Werkstoffverbunden
  • Berücksichtigung von Phänomenen (Rückfederung, Bauschingereffekt….)
  • Validierung der Ergebnisse der FE-Simulation

  • Proben- und Schliffpräparation für Licht- und Elektronenmikroskopie
  • Verfahren zur mikrostrukturelle Charakterisierung von Werkstoffen und Werkstoffverbunden
  • Prüfverfahren zur Ermittlung von mechanischen, thermischen und technologischen Werkstoffkennwerten
  • Entwicklung und Bewertung von prozess- und anwendungsspezifischen Prüfverfahren und -strategien
  • Bauteilprüfung

  • Materialprüfmaschine Zwick 1475 mit ortsauflösender Dehnungsmessung, einer Hochtemperiereinrichtung bis 1100 °C und einer Maximalkraft von 100 kN

  • Materialprüfmaschine Zwick FR020TN mit einer Maximalkraft von 20 kN

  • Biaxialzugprüfmaschine Zwick BX1-FR250SW.A1K mit einer Maximalkraft von 30 kN für kleine Proben und 250 kN für große Proben

  • Materialprüfmaschine UTS 20 mit Vakuum-Schutzgas-Ofensystem bis 1600°C

  • Schnellzerreißmaschine Zwick-HTM 16020, Prüfgeschwindigkeit in Zug und Druck bis 20 m/s, temperierbar bis 1000°C

  • Temperierte Streifenzieheinrichtung mit 90°-Umlenkung

  • Streifenziehanlage für ebene Blechstreifen

  • FLC Versuchsstand (Werkzeugtemperaturen bis 500 °C)

  • Maxi-Bulge-Versuchsstand Durchmesser 300 mm, 400 mm, 500 mm und Ellipse 200 x 500 mm

  • Rohraufweitversuchsstand

  • Erichsen Blech- und Bandprüfmaschine 145

  • Röntgendiffraktometer Xstress 3000 G2

  • Dilatometer DIL 402 C

  • Dynamisches Differenz Kalorimeter DSC 404 F3

  • Laser-Flash-Apparatur LFA 427

  • Versuchsstand zur Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten zwischen verschiedenen Werkstoffen bei hohen Flächenpressungen

  • Z-Snapper der Firma ViALUX

  • Automatische Härteprüfmaschine EMCOTEST M1C 010-DR

  • 3D-ESPI Verschiebungs- und Dehnungsmesssystem Q300 TCT der Firma Dantec

  • 3D Kontur-, Verschiebungs- und Dehnungsmesssystem der Firma GOM

  • AutoGrid®-Formänderungsanalyse-Systeme der Firma ViALUX

  • Optimiertes Berasterungszubehör (elektrochemisches Berastern, Siebdrucktechnik)

  • Thermografiekamera InfraTec VarioScan 3021 ST mit einem Messbereich von Raumtemperatur bis 1100 °C

  • Auflichtmikroskop NikonEpiphot und Stereomikroskop Olympus SZX 10

  • Trenn-, Einbett-, Schleif- und Poliertechnik als Grundlage für metallografische Untersuchungen (z. B. Mikro- und Makrogefügebestimmung, Härteprüfung, Ermittlung der Schnittflächenkenngrößen)

  • Sensorik zur Erfassung des Induktorstroms für die Prozessanalyse und -überwachung

  • Verfahrensspezifische Sicherheits-, Steuerungs- und Messtechnik für einen max. Innendruck von bis zu 1000 bar