Schmieden von α+ß-Titanlegierungen mit Stahlummantelung

Ziel dieses Projektes ist die Vereinfachung des Prozesses des Titangesenkschmiedens, um eine breitere Anwendung zum Beispiel für die Herstellung von Flugzeugbauteilen zu ermöglichen. Die Stahlkapsel verhindert den Kontakt der Titanlegierung mit reaktiven Gasen wie Sauerstoff ohne Schutzgasatmosphäre. Zudem wirkt die Stahlhülle als Isolationsschicht, wodurch die gewünschte Temperatur der Titanlegierung während der Umformung ohne eine Temperierung der Werkzeuge sichergestellt werden kann. Folglich kann das Schmieden mit konventionellen Stahlschmiedegesenken durchgeführt werden, ohne die unwirtschaftlicheren Isothermschmiedegesenke zu verwenden.  
Abhängig von den Prozessparametern bei der Umformung werden die Eigenschaften des Bauteils stark beeinflusst. Die eingesetzte Stahlwandstärke bestimmt maßgeblich den Prozess, da davon sowohl die Temperatur des innenliegenden Titans als auch der Werkstofffluss während der Umformung abhängig sind. Die Auslegung der Stahlkapsel erfolgt deswegen mit Hilfe der numerischen Simulation. Die Kapselung kann durch unterschiedliche Methoden wie Aufschrumpfen oder heißisostatisches Pressen erfolgen. Durch die Variation der Wandstärke, der Art der Einkapselung und der Umformtemperatur wird der Einfluss dieser auf den Werkstofffluss und die Mikrostruktur untersucht.  Die Vermessung der geschmiedeten Werkstücke erlaubt die finale Validierung der numerischen Simulation. Die Charakterisierung der Bauteile erfolgt im Anschluss durch metallographische Untersuchungen und Härteprüfungen. Auf Grundlage dieser Untersuchungen soll eine optimale Einkapselungsstrategie für die Umformung von Titanlegierungen bei einem geringen nachträglichem Zerspanvolumen bestimmt werden.