Werkstoffe für den Bau von Automobilkarrosserien müssen eine hohe Festigkeit aufweisen und einen hohen Elastizitätsmodul besitzen, um eine große elastische Steifigkeit der Karosserie zu gewährleisten. In der vorliegenden Literaturstudie wurden Einflussgrößen auf den Elastizitätsmodul von Stählen zusammengefasst. Die Möglichkeiten zur gezielten Einstellung eines möglichst hohen E-Moduls wurden dabei besonders berücksichtigt. Da es mehrere Verfahren der E-Modulbestimmung gibt, die sich methodisch deutlich unterscheiden, wurden die gängigen Verfahren vorgestellt, um die in den einzelnen Literaturstellen angegebenen Messergebnisse vergleichen zu können. Ein Verfahren zur Umrechnung des statischen (Zugversuch) in den dynamischen E-Modul (Resonanzfrequenzmessung) wird angegeben. Die Einflussnahme von Temperaturerhöhungen auf den Elastizitätsmodul von Stählen wird am Beispiel ferritischer Stähle dargelegt, die im Temperaturbereich unterhalb der Curie-Temperatur einen höheren E-Modul als austenitische Stähle besitzen, obwohl die Austenite dichter gepackt sind. Die Ursache hierfür liegt in der Kopplung der Elektronenspinmomente infolge des ferromagnetischen Charakters der ferritischen Stähle, die dadurch eine höhere Gittersteifigkeit erhalten. Der Einfluss von Legierungselementen auf den Elastizitätsmodul von Stählen wurde ebenfalls untersucht. Kohlenstoff und die meisten substitutionellen Legierungselemente senken den E-Modul mit zunehmenden Legierungsgehalt. Ein leichter Anstieg des Elastizitätsmoduls wird durch die Legierungselemente Re, Co und Cr verursacht. Durch Beeinflussung der Textur ist eine Anhebung des E-Moduls in bestimmten Prüfrichtungen möglich, allerdings besitzt keiner der untersuchten Stähle mit besonders ausgeprägter Textur einen maximalen E-Modul deutlich über 220 GPa. Zudem verhalten sich Stähle mit ausgeprägter Textur in ihren mechanischen Eigenschaften besonders anisotrop. Bei der Stahlherstellung beeinflussen verschiedene Produktionsparameter den E-Modul. Plastische Verformungen, wie zum Beispiel beim Dressieren, Richten oder Haspeln, senken den E-Modul. Durch darauf folgende Wärmebehandlungen erholt sich der Elastizitätsmodul wieder, erreicht jedoch bei den meisten Stahlsorten nicht mehr den ursprünglichen Wert. Da die meisten der aufgezeigten Einflussgrößen eine Abnahme des E-Moduls bewirken, wird den Maßnahmen zur Reduzierung der Streuung der E-Moduln eine besondere Bedeutung beigemessen. Eine Wärmebehandlung von bereits umgeformten Bauteilen zur Regenerierung des E-Moduls erscheint sinnvoll, da durch einen höheren E-Modul des verwendeten Werkstoffs die Karosseriesteifigkeit zunimmt.


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    Titel :

    Einflussgrössen auf den Elastizitätsmodul von Stählen für den Fahrzeugbau


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2004


    Format / Umfang :

    113 Seiten, Bilder, Tabellen, 65 Quellen



    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch