Model for integrated process and microstructure simulation in hot forming

Abstract

The paper presents a model offering improved implementation of material behaviour in plastomechanical simulations of hot-forming processes. Microstructural states at any instant during forming are evaluated successively on the basis of semi-empirical equations determining the state of dynamic recrystallization, and the corresponding flow stress is inferred. Upsetting tests were used to determine the characteristic data for a Cr-V steel in a spectrum of ט = 830–1150°C, ∊ = 0.05–5 s−1 and dγo = 70–108μm. The developed model is used to simulate upsetting tests, validating its accuracy in terms of structural description and flow-stress determination. Es wird ein Modell entwickelt, das zu einer verbesserten Implementierung des Werkstoffverhaltens in plastomechanische Simulationen für Warmumformprozesse dient. Auf Basis halbempirischer Gleichungen zur Bestimmung der dynamischen Rekristallisationsvorgänge wird dabei der momentane Gefügezustand zu jedem Zeitpunkt der Umformung sukzessive ermittelt und daraus die vorliegende Fließspannung abgeleitet. Anhand von Stauchversuchen wurden die charakteristischen Daten für einen Cr-V Stahl in einem Spektrum von ט = 830–1150°C, ∊ = 0,05–5 s−1 und dγo = 70–108μm ermittelt. Durch Simulationen der Stauchversuche mit dem entwickelten Modell wird dessen Genauigkeit sowohl hinsichtlich der Gefügeermittlung als auch der Bestimmung der Fließspannung beurteilt.