Glühen mit anschließender Abschreckumformung und Auslagerung zur Herstellung von TiAl6V4 Blechformbauteilen (TISTRAQ)

Das Verbundprojekt TISTRAQ wird vom Lehrstuhl WWI der FAU Erlangen-Nürnberg in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern HEGGEMANN AG (HEG) und DYNAmore GmbH (DYN) bearbeitet. Hauptziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines neuen Abschreckumformprozesses (TISTRAQ-Prozess) für die energie- und materialeffiziente Herstellung von TiAl6V4-Blechformteilen für Luftfahrtanwendungen. Die hergestellten Blechformbauteile sollen bezogen auf den Ausgangszustand gesteigerte mechanische Kennwerte aufweisen.

Der TISTRAQ-Prozess kann in folgende Teilschritte gegliedert werden: (a) resistive Schnellerwärmung der Platine, (b) Kurzzeit-Lösungsglühung voraussichtlich bei etwa 20-80°C unterhalb der β-Transus-Temperatur, (c) gleichzeitiges Umformen und Abschrecken im Werkzeug (STQ-Zustand), (d) nachgelagerte Kurzzeit-Auslagerung mit Luftkühlung (STA-Zustand). Durch die angestrebte sehr kurze Gesamtprozesszeit von wenigen Minuten soll zudem die Bildung einer sauerstoffangereicherten spröden Randschicht (α-case) weitestgehend vermieden werden.

Um einen neuartigen Fertigungsprozess, wie den TISTRAQ-Prozess etablieren zu können, ist eine genaue Kenntnis über die prozessspezifische Prozessparameter-Mikrostruktur-Eigenschaftskorrelation unabdingbar. Das übergeordnete Ziel des Teilvorhabens des WWI ist es daher, ein fundamentales Verständnis der relevanten Einflussgrößen auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften von TiAl6V4-Blechmaterial entlang der gesamten TISTRAQ-Prozesskette zu erlangen, damit schließlich eine optimierte thermo-mechanische Prozesskette definiert und das Werkstoffpotential innerhalb des Prozesses möglichst gut ausgeschöpft werden kann.

Die prozessbezogenen Versuche zur resistiven Schnellerwärmung und dem werkzeuggebundenen Umformen und Abkühlen erfolgen bei der HEGGEMANN AG. Die DYNAmore GmbH entwickelt ein thermomechanisch gekoppeltes Simulationsmodell, welches das Werkstoffverhalten und die Umformung unter Berücksichtigung der temperatur- und zeitabhängigen Phasenumwandlungskinetik beschreibt.

Das Projekt TISTRAQ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.