Modellierung thermisch bedingter Formänderungen und Eigenspannungen von Stählen zum Aufbau von geregelten Prozessen

Beim Schweißen, thermischen Beschichten, Umformen und Schneiden freigesetzte Eigenspannungen beeinflussen das Umformverhalten in Prozessketten und haben Auswirkungen auf die Widerstandsfähigkeit von Oberflächen und Schweißverbindungen vor allem gegen Ermüdung und Korrosion. Daher sind das Verständnis und die Vorhersagbarkeit von Eigenspannungen thermisch bedingter Formänderungen von großem Interesse. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass insbesondere das spezifische Werkstoffverhalten der unterschiedlichen Stahlsorten infolge des durchlaufenden thermischen Zyklus einen wesentlichen Einfluss auf die Eigenspannungsverteilung hat und wie dieses zuverlässig modelliert werden kann. Dies wird sowohl an geschweißten als auch thermisch umgeformten und vorgespannten Werkstücken aus stark mechanisch - verfestigenden austenitischen Stählen als auch an dem umwandelnden Konstruktionsstahl S355 und dem Einsatzstahl 20MnCr5 gezeigt. Weiter wird der Einfluss der Werkstückgeometrie auf die freigesetzten Eigenspannungen untersucht.