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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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Fachbereich Maschinenbau WerkstofftechnikProf. Dr.- Ing. W. Calles
• in Fe Kristall gelöst Festigkeit ↑– niedriger Schmelzpunkt (~1000°C)– schwer umformbar
• Abbinden von Schwefel– Verunreinigung FeS
• Niedriger Schmelzpunkt (~1000°C) • Umformtemperatur
– Bei Umformtemp. FeS weich / flüssig keine Schubspannungen übertragbar schlecht umformbar Warmrisse
• FeS muss entfernt werden• Schmelzebehandlung: FeS + Mn Fe + MnS
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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Walzen mit Laufrichtung
Werkstoff
Ausgangswerkstoff
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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Werkstoff Kraftausübung durch Walzen
Vorschub durch Reibung
Walzen des Werkstoffs
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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Vorschub
Fe-Körner
FeS
Vorschub und Kraftausübung
Kraftausübung durch Walzen
Vorschub durch Reibung
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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Entstehen einer Schubspannung
Kraftausübung durch Walzen
Vorschub durch Reibung
Fe-Körner
FeS
vert
ika
le K
raft
kom
po
ne
nte
vert
ika
le K
raft
kom
po
ne
nte Schubspannung τ („tau“)
Schubspannung τ („tau“)
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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Abgleiten auf flüssigem FeS (~1000°C)
Fe-Körner
FeS
Abgleiten der Eisenkörner
vert
ika
le K
raft
kom
po
ne
nte
vert
ika
le K
raft
kom
po
ne
nte
Kraftausübung durch Walzen
Schubspannung τ („tau“)
Schubspannung τ („tau“)
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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zerstörte Oberfläche
Fe-Körner
FeS
Zerstörte Werkstückoberfläche durch herausgeschobene Körner/ Werkstoffbereiche
Abhilfe:
Zugabe von Mangan in Schmelze
Abbinden des S
Kein niedrigschmelzendes FeS
Kraftausübung durch Walzen
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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Eigenschaften MnS:
• hochschmelzend
keine Warmrisse• vermikulare Struktur („Spaghetti “)
„längliche Würmer“• nur teilweise in Schlacke• Rest orientiert sich in Umformrichtung
(Walzrichtung)– Textur
(richtungsabhängige Eigenschaft)
Entstehen einer „Spaghetti-“ Struktur durch Zugabe von Mangan
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Erschwerung der Warmumformung durch FeS und Wirkung von Mn
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MnS
Walzrichtung
Beanspruchung:• Längs: durchgehend Metall Festigkeit, A ↑• Quer: Belastung Grenzfläche St- MnS Schwachstelle Festigkeit, A ↓
inhomogene Eigenschaften Längs- und Quertextur
Ausrichtung der MnS- Fäden im Werkstück
quer
längs
(kurz)-quer