Kaltverformung

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Bisher sind keinerlei Quellen angegeben. --DF5GO 10:53, 26. Aug. 2012 (CEST)

Kaltverformung bezeichnet die ungewollte plastische Verformung von Metallen bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur (z. B. beim Aufprall eines Automobils). Dagegen ist die Kaltumformung die gezielte plastische Verformung, etwa zur Formgebung eines Bauteils.

Kaltverfestigung[Bearbeiten]

Da sich während einer plastischen Verformung die Versetzungsdichte erhöht (auf bis zu 10^{12}m^{-2}), steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich Versetzungen bei ihrer Bewegung treffen und dadurch gegenseitig behindern. Entsprechend ist zur Weiterverformung eine größere Spannung notwendig, was sich in einer Zunahme von Dehngrenze und Festigkeit bemerkbar macht. Man bezeichnet dieses Verhalten auch als Kaltverfestigung.

Die Festigkeit eines Werkstoffs kann zusätzlich durch einfache Vorverformung erhöht werden, was z. B. beim Walzen oder beim Drahtziehen ausgenutzt wird.

im Spannungs-Dehnungs-Diagramm[Bearbeiten]

Die Kaltverfestigung sorgt dafür, dass die Fließkurve eines Metalls im plastischen Bereich ansteigt. Wird das Material nach der plastischen Verformung entlastet, so folgt die Spannungs-Dehnungs-Kurve einer zur elastische Geraden parallelen Linie. Bei erneuter Belastung ist die Fließgrenze \sigma_v heraufgesetzt um:

\Delta \sigma_v = k_v \cdot M \cdot G \cdot b \sqrt{\rho}

Hierbei ist

  • k_v der Vorfaktor für Verformungsverfestigung (normalerweise k_v \approx 0,1...0,2)
  • M der Taylor-Faktor
  • G der Schubmodul
  • \rho die Versetzungsdichte.

Bei o.g. erneutem Belasten läuft die Spannungs-Dehnungs-Kurve idealerweise auf derselben Gerade wie bei der vorangegangenen Entlastung. Die Dehnung bis zur Einschnürung bzw. bis zum Bruch ist entsprechend verringert, d.h., das Material hat deutlich an Duktilität verloren. Daher eignet sich die Kaltverfestigung nur für Werkstoffe, die bereits eine hohe Ausgangs-Duktilität besitzen.

Vor- und Nachteile[Bearbeiten]

Ein Vorteil der Verformungsverfestigung ist, dass sie leicht realisiert werden kann und häufig ein Nebenprodukt des Herstellungsprozesses ist, z. B. beim Tiefziehen von Stahlblechen für Karosserieteile.

Bei Temperaturerhöhung (etwa durch Schweißen) geht die Kaltverfestigung jedoch wieder verloren, indem durch Erholungsprozesse Gitterfehler abgebaut werden.

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Joachim Rösler, Harald Harders, Martin Bäker: Mechanisches Verhalten der Werkstoffe. B.G. Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH 2006, ISBN 978-3-8351-0008-4.