FOSTA-Newsletter Ausgabe Nr. 1 in 2023

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Sehr geehrte Damen und Herren,

heute möchten wir Sie auf kommende Veranstaltungen und Seminare hinweisen und über neu erschienene FOSTA Abschlussberichte aus den Schwerpunktbereichen Mobilität, Bauwesen sowie Anlagen- und Maschinenbau informieren.

Diese und alle weiteren FOSTA Berichte finden Sie im Shop von stahldaten.de.

Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre.

Ihr Team der FOSTA

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Hohes Interesse an FOSTA-Tagung „Hochfester Stahl im Stahl- und Anlagenbau“

Am 16. und 17. Mai 2023 veranstaltete die FOSTA die Tagung „Hochfester Stahl im Stahl- und Anlagenbau“ im Haus der Technik in Essen. Die mit rund 150 Teilnehmenden sehr gut besuchte Veranstaltung belegt das hohe Interesse an hoch und höchstfesten Stählen und ihrem enormen Potenzial für neue Formen des Leichtbaus, für Effizienzsteigerungen im Materialeinsatz sowie für neue Konstruktionsarten mit dem Werkstoff Stahl.

Zur Meldung in der Zeitschrift stahl.

Informationen zum Vortragsprogramm der Veranstaltung

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05. und 06. September 2023
modularesBauen 2023

Wie groß die Nachfrage nach dem Austausch zum Thema Modulbau unter Lieferanten, Kunden und der Wissenschaft ist, zeigt der große Zulauf zur zweiten Veranstaltung modularesBAUEN, die im September 2022 in Aachen stattfand.
Die rund 170 Besucher der Veranstaltung empfanden die lockere aber zugleich professionelle Atmosphäre als ideale Plattform für diese innovationsgeladene Branche.
Wie bereits im vergangenen Jahr wird die Kongressmesse "modularesBAUEN 2023" ein erstklassiges Programm bieten, das eine Teilnahme mit anerkannten Weiterbildungspunkten belohnt.

Die detaillierten Informationen zur Kongressmesse finden Sie auf folgender Webseite.

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04. und 05. Oktober 2023
Dresdner Fügetechnisches Kolloquium 2023

Das XI. Dresdner Fügetechnische Kolloquium setzt die lange Tradition zum Bericht aus Lehre und Forschung sowie dem Technologietransfer auf dem Gebiet der Fügetechnik und Montage fort.
Es erwarten Sie Vorträge aus Wissenschaft und Industrie zu aktuellen Erkenntnissen der thermischen, mechanischen und klebtechnischen Fertigung.
Das Abendprogramm bietet vielfältige Möglichkeiten zur Netzwerkbildung- und Pflege.

Die detaillierten Informationen zum Kolloquium finden Sie auf folgender Webseite.

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04. bis 06. Dezember 2023
Grundlagen und Trends in der Werkstofftechnik von Stahl

Das vom Stahlinstitut VDEh organisierte Seminar, das in Kooperation mit der Fachvereinigung Kaltwalzwerke e. V. erfolgt, findet in Düsseldorf im Stahlzentrum an der Sohnstraße statt.
Inhalte:
Trends in der Werkstofftechnik von Stahl  Aktuelle und CO2- neutrale Prozesswege zum Stahl  Kristall- und Realstrukturen  Phasenumwandlungen in Stählen  Werkstoffdatenbanken  Legierungs- und Begleitelemente  Stahlwerkstoffe in der additiven Fertigung  Einstellen von Eigenschaften durch Wärmebehandlung  Zerstörungsfreie Prüfung von Eigenschaften  Festigkeit und Zähigkeit  Kaltumformung  Warmumformung  Dauerschwingfestigkeit  Elektromagnetische Eigenschaften  Anthropogene Werkstoffkreisläuf.

Die detaillierten Informationen zum Seminar finden Sie auf folgender Webseite.

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30. und 31. Januar 2024
Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle

Die Passivschicht an seiner Oberfläche bestimmt die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostendem Stahl. Tritt Korrosion auf, bedeutet dies, die Passivschicht ist zerstört worden. Wie beständig der Stahl ist, wie es zu einer Zerstörung der Passivschicht kommen kann, soll dieses Seminar zeigen. Die entscheidenden Faktoren, die in diesem Seminar behandelt werden, sind die richtige Auswahl des Stahls, die Be- und Verarbeitung und die richtige Behandlung der Oberfläche.

Die detaillierten Informationen zum Seminar finden Sie auf folgender Webseite.

P 1336 – Einfluss von Oberflächenbeschichtungen auf die flüssigmetallinduzierte Rissbildung beim Widerstandspunktschweißen von hochfesten Stahlfeinblechen (IGF-Nr. 20812 N)

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Die Beschichtung hochfester Stahlfeinbleche beeinflusst das Auftreten von flüssigmetallinduzierter Rissbildung (LME). Daher wurden in dieser Arbeit industrieübliche Beschichtungen bei gleichem Grundwerkstoff hinsichtlich ihres Aufbaus und chemischer Zusammensetzung charakterisiert und bezüglich ihrer LME Anfälligkeit untersucht. Aus dieser vergleichenden Untersuchung heraus wurden Potentiale für die Widerstandsfähigkeit gegen LME identifiziert. Diese Potentiale werden experimentell durch den Einsatz einer von der Forschungsstelle entwickelten Methode überprüft. Gegenstand der Untersuchungen waren neben unbeschichteten Proben industrieübliche Zinküberzüge wie Elektrolytisch verzinkt, Feuerverzinkt, Galvannealed und Zink-Magnesium Beschichtungen.
Die LME Anfälligkeit dieser unterschiedlichen Überzüge wird mit einem Schweißen unter Zugbelastung Versuchsaufbau untersucht. Dabei ergibt sich die resultierende Anfälligkeit aus den auftretenden Risslängen und der Auftrittswahrscheinlichkeit von LME bei den einzelnen Versuchen. Es konnte eine LME Anfälligkeits-Rangfolge für die Zinküberzüge festgestellt werden. Zink-Magnesium Beschichtungen galten als besonders LME Anfällig, gefolgt von Feuerverzinkt und Galvannealed. Die größte LME Resistenz wurde bei elektrolytisch verzinkten Proben festgestellt.
Aus den Ergebnissen werden Handlungsempfehlungen zur Erhöhung der Verarbeitungssicherheit bzw. Schweißpunktqualität abgeleitet. weiterlesen

P 1396 – Analyse des Versagensverhaltens geklebter Stahl-Verbindungen beim werkstoffschonenden Entfügen in der Karosserieinstandsetzung (IGF-Nr. 20788 N)

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Aktuelle stahlintensive Karosseriekonzepte basieren auf der Kombination von artverschiedenen Werkstoffen, um gezielt die Vorteile der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften nutzen zu können. Diese Hochleistungswerkstoffe werden durch den Einsatz der Klebtechnik zu einer Leichtbau-Karosserie miteinander verbunden. Orientiert an einem typischen Produktlebenszyklus, befassen sich viele Forschungsvorhaben weitestgehend mit den Phasen Forschung und Entwicklung sowie der Produktion und des Betriebs. Dieses Forschungsprojekt legt dagegen den Fokus auf die Reparatur und Instandsetzung von geklebten Fahrzeugstrukturen, welche zum großen Teil in kleinen und mittelgroßen Unternehmen durchgeführt werden. Die steigenden Anforderungen an Sicherheit und Komfort führen zu der Forderung nach praktikablen und nachhaltigen Reparaturmethoden, welche gleiche mechanische Eigenschaften der Verbindung wie beim Originalaufbau erzeugen.
In Reparaturwerkstätten werden Klebverbindungen häufig durch Einbringung von Wärme geschwächt, um die benötigte Entfügekraft zu verringern. Dieses schwer steuerbare Verfahren wirkt sich allerdings schädigend auf die zu erhaltenen Bauteile und angrenzende Klebschichten aus und führt zu starken Bauteilverformungen. Ein Verfahren, welches es erlaubt geklebte Stahlverbindungen schonend und effizient zu Entfügen bringt einen entscheidenden Vorteil und fördert die Kreislaufwirtschaft und Ressourcenschonung.
In Versuchen zeigte sich die Versprödung des Klebstoffes durch tiefe Temperaturen für ein bauteilschonendes Trennen als sehr vielversprechend. In DMTA-Versuchen zeigen Strukturklebstoffe einen sekundären Glasübergang unterhalb der üblichen Einsatztemperatur von -40 °C. Dieser ist auf die zähelastifizierenden Partikel im Klebstoff zurückzuführen. Die Hypothese, dass eine Abkühlung unterhalb dieses sekundären Glasübergang die Energieaufnahme des Klebstoffes stark herabsetzt und dadurch ein für die Stahlwerkstoffe bauteilschonendes Entfügen realisiert werden kann, wurde in dieser Arbeit bestätigt. Die Möglichkeiten und Limitationen dieses Verfahrens konnte erfolgreich untersucht und das Versagensverhalten des Klebstoffs analysiert werden. weiterlesen

P 1322 – Entwicklung eines Auslegungskonzepts für mehrachsige beanspruchte Werkzeuge aus karbidreichem Werkzeugstahl für den Anwendungsfall Kaltarbeit (IGF-Nr. 20356 N)

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Die Anforderungen an Werkzeugstähle sind vielseitig, insbesondere für Schneid-, Kaltumform- und Kunststoffformwerkzeuge. Hohe Härte, ausreichende Zähigkeit, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sind wichtige Kriterien. Die richtige Balance zwischen diesen Anforderungen wird durch die chemische Zusammensetzung, Herstellungsprozesse und Wärmebehandlung erreicht. Infolge technologischer Fortschritte sind Verschleiß und Korrosion oft nicht mehr lebensdauerbestimmend. Stattdessen gewinnt die Schwingfestigkeit von Werkzeugstählen an Bedeutung.
Dennoch fehlt es an experimentellen Untersuchungen und statistischer Absicherung von Schwingfestigkeitswerten. Normen und Richtlinien bieten keine relevanten Werte zur Werkzeugauslegung. Eine Ermüdungsbasierte Werkzeugauslegung hätte für Werkzeughersteller und -konstrukteure, insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU), eine effizientere Werkstoffnutzung, verbesserte Lebensdauerprognosen und Werkstoffentwicklung zur Folge.
Dieses Projekt untersucht, wie Beanspruchungs- und Gefügevariationen die Schwingfestigkeit von Werkzeugstählen quantitativ beeinflussen. Es zielt darauf ab, Werkzeuge für mehrachsige Ermüdungsbeanspruchungen auszulegen. Kaltarbeitswerkzeuge erfahren aufgrund ihrer Belastung und Geometrie oft mehrachsige Spannungszustände, die nicht-proportionale Ermüdung hervorrufen können. Daher werden erweiterte Versagenshypothesen berücksichtigt. Ein Versuchsansatz untersucht Kaltarbeits- und Schnellarbeitsstähle unter einachsigen und mehrachsigen Ermüdungsbeanspruchungen sowie Rissfortschritt und Bruchzähigkeit.
Die gewonnenen Werkstoffkennwerte dienen der Entwicklung eines werkstoffspezifischen Auslegungskonzepts, das durch mehrachsige Werkzeugprüfungen validiert wird. Das Projekt zielt darauf ab, eine fundierte Datenbasis für Werkstoffe in Normen zu etablieren und die Werkzeugauslegung zu verbessern. weiterlesen

P 1215 – Verteilung intermetallischer Phasen beim Laserstrahlschweißen von pressgehärteten Stählen (IGF-Nr. 20652 N)

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Der Stand der Technik bei der Verbindung von ultrahochfesten Stählen zeigt, dass die schweißtechnische Verarbeitung von bereits pressgehärteten Bauteilen zu reduzierten mechanischen Verbindungseigenschaften führt. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass beim Laserstrahlschweißen die Bildung von intermetallischen Phasen kritisch ist, da sie sich an der Schmelzlinie ansammeln und Rissbildung verursachen können. Das Ziel dieses Projekts war es, die Festigkeit von lasergeschweißten Verbindungen von Mangan-Bor-Stählen zu erhöhen, indem die rissinitiierende Wirkung der intermetallischen Phasen minimiert wird. Dies sollte durch eine gleichmäßige Verteilung der intermetallischen Phasen im Schweißgut mithilfe von Strahlmodulationsstrategien oder gezielter Ultraschalleinkopplung erreicht werden.
Untersuchungen zeigten, dass eine teilweise Entfernung der Beschichtung auf den Kontaktflächen die Agglomeration der Schichtbestandteile verringern kann. Die gezielte Ultraschalleinkopplung führte nicht zur Verhinderung der Agglomerationen und führte zu einem Verschleiß der Sonotrode. Die Anwendung einer örtlichen Strahlmodulation zeigte vielversprechende Ergebnisse, indem Agglomerationen vermieden wurden. Energiedispersive Röntgenspektroskopie zeigte eine gleichmäßige Verteilung der Schichtrückstände im Schweißgefüge. Die Festigkeit der Verbindungen wurde weniger von den Agglomerationen, sondern vielmehr vom allgemeinen Schichteintrag und der Härte des Gefüges beeinflusst.
Die Anwendbarkeit der örtlichen Strahlmodulation wurde am Beispiel des Laserstrahltiefschweißens von Hutprofilen gezeigt. Das Ziel des Forschungsvorhabens, intermetallische Sprödphasen homogen zu verteilen und dadurch die rissinitiierende Wirkung zu minimieren wurde erreicht. weiterlesen

P 1399 – Entwicklung einer Methode zur Bewertung einer stahlintensiven Mischbau-Klebverbindung eines Batteriegehäuses gegenüber mechanischer und medialer Belastung unter Berücksichtigung der Interphasenstruktur (IGF-Nr. 20822 N)

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Eine der Hauptanforderungen an die Klebverbindung der Batteriegehäusestrukturen sind die Sicherstellung der Dichtheit und Korrosionsbeständigkeit im Nassbereich des Fahrzeugs. Diese Anforderungen lassen sich auf weitere, stark KMU geprägte, Branchen wie beispielsweise dem Anlagen- und Behälterbau übertragen. Hier besteht am Markt eine große Unsicherheit, wie eine verlässliche Auslegungsmethode, basierend auf experimentellen Prüfungen einer entsprechenden Stahl-Klebverbindung, sowie deren Nachweisführung und Qualitätssicherung aussehen kann. Aufwendige Versuche an realen Bauteilen sind aufgrund des hohen finanziellen Aufwandes besonders für KMU schwer zu realisieren. Deshalb haben die Forschungseinrichtungen eine anwendungsorientierte und grundlegend wissenschaftlich abgesicherte Methode erarbeitet, um das Langzeitverhalten der Stahl-Klebverbindung unter den gegebenen Anforderungen vorauszusagen. Dazu wurden zunächst für den Einsatz in Batteriegehäusen relevante Werkstoff-Klebstoff-Kombinationen ausgewählt. Anschließend wurden betriebsrelevante korrosive Belastungen für geklebter Verbindungen und Anforderungen an die Dichtheit geklebter Verbindungen bestimmt. Danach wurden anhand von Klebstoffsubstanzproben die Langzeitbeständigkeit des Klebstoffsystems gegenüber den definierten Schnellalterungstests ermittelt. Darauffolgend wird der Einfluss der Belastung auf stahlintensive Mischverbindungen identifiziert, sowie ein Versuchsstand entwickelt, welcher eine Dichtheitsprüfung unter überlagerter mechanischer Belastung ermöglicht. Die Ergebnisse der Dichtigkeitsprüfung wurden mit der Struktur der Klebstoff/Metallinterphase sowie ihrem belastungsabhängigen Degradationsverhalten korreliert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurde neben einem Modell zum Schädigungsmechanismus eine Versuchsmethodik zur Bestimmung der Beständigkeit entwickelt. Diese Erkenntnisse dienen vor allem KMU für die langzeitbeständige Auslegung von Klebverbindungen.
Zur Validierung der Methode ist eine bauteilähnliche Probengeometrie entwickelt worden, anhand welcher die Übertragbarkeit der Prüfmethode auf komplexere Bauteile verifiziert werden konnte. weiterlesen