TISTRAQ (Titanium Solution Treating & Rapid Quenching)

Das im Juli 2020 gestartete Verbundprojekt TISTRAQ (Titanium Solution Treated & Rapid Quenching) erfolgt in Zusammenarbeit mit den Partnern Heggemann AG und Dynamore. Die Förderung ist durch das Luftfahrtforschungsprogramm der Bundesregierung gewährleistet.

Hauptziel des Projektes TISTRAQ ist die Entwicklung eines Umformprozesses für die energie- und materialeffiziente Herstellung von Blechformteilen aus α+β-Titanlegierungen mit bezogen auf den Ausgangszustand um mindestens 15 % gesteigerten mechanischen Kennwerten durch eine prozessintegrierte Wärmebehandlung. Dabei werden erstmalig α+β-Titanlegierungen resistiv schnellerwärmt und mit gekühlten Werkzeugen abschreckumgeformt. Die prozessintegrierte Wärmebehandlung (Umformung und Abschrecken in einem Schritt) erhöht das Leichtbaupotential durch die Steigerung mechanischer Eigenschaften und senkt die Herstellkosten für blechbasierte Titanbauteile durch den Entfall einer nachgelagerten Wärmebehandlung. Durch die angestrebte sehr kurze Prozesszeit (Erwärmung und Abschreckumformen in Summe < ca. 2 min) soll zudem die Bildung einer sauerstoffangereicherten spröden Randschicht (α-case) weitestgehend vermieden werden. Durch optimale Prozessparameter und eine geeignete nachgelagerte Auslagerung soll das Werkstoffpotential möglichst gut ausgenutzt werden.

Die prozessbezogenen Versuche zur resistiven Schnellerwärmung und dem werkzeuggebundenen Umformen + Abkühlen erfolgen bei der Heggemann AG. Die mikrostrukturelle und mechanische Charakterisierung des Blech-Ausgangszustands und der eingestellten Werkstoffzustände erfolgt am Lehrstuhl für allgemeine Werkstoffeigenschaften. Auf Basis der daraus gewonnenen Erkenntnisse entwickelt Dynamore ein thermomechanisch gekoppeltes Simulationsmodell, welches das Werkstoffverhalten und die Umformung unter Berücksichtigung der temperatur- und zeitabhängigen Phasenumwandlungskinetik beschreibt.