Abstract
Hot-work tools for hot forming processes, such as die forging, are subject to complex loads that can often lead to premature tool failure. The present study attempts to reduce the main cause of failure of high-speed hot working tools, i. e., wear due to surface breakdown, with the aid of damage-tolerant microstructures. For this purpose, a hot-work tool steel is specifically alloyed with copper in order to form copper precipitations during the subsequent heat treatment, which increase the strength of the material and contribute to the reduction of dislocation movements. The aim is to close the property gap between the standardized direct-hardening and secondary-hardening hot-work tool steels.
Kurzfassung
Warmarbeitswerkzeuge für Warmumformprozesse wie das Gesenkschmieden unterliegen komplexen Belastungen, die nicht selten zu einem frühzeitigen Versagen der Werkzeuge führen können. In der vorliegenden Untersuchung wird versucht, mithilfe schadenstoleranter Gefüge die Hauptausfallursache von schnelllaufenden Warmarbeitswerkzeugen, den Verschleiß durch Oberflächenzerrüttung, zu reduzieren. Hierzu wird ein Warmarbeitsstahl gezielt mit Kupfer legiert, um im Zuge der anschließenden Wärmebehandlung Kupferausscheidungen zu bilden, welche die Festigkeit des Werkstoffs erhöhen und zur Reduzierung von Versetzungsbewegungen beitragen. Ziel ist es, die Eigenschaftslücke zwischen den genormten direkthärtenden und sekundärhärtenden Warmarbeitsstählen zu schließen.
Note: Lecture held at the 1st Steel Innovation 2022, 11-13 October 2022 in Cologne, Germany.
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