Today's sheet metal materials and their forming properties

Abstract

The production and processing of sheet metals of high-strength steels, titanium, aluminum or magnesium alloys is investigated intensively at universities and in the industry. The main emphasis is put for example on the aluminum space frame concept as well as on the succeeding projects of the ULSAB-study in the field of the steel sheet metals.Within this article the qualification of the above mentioned materials for the application as deep-drawing materials will be discussed. The aim of the development for new deep-drawing sheet metals is to decrease the elastic part of the forming, which means to lower the yield point. A high elastic portion would cause a high resilience after the forming of the sheet metals and therefore an increased requirement of force and form error during the forming process.Furthermore the optimized sheet metal material should have a great uniform elongation, so that it can be plastically deformed in a wide range. The beginning of the deformation should be possible at low forming forces but due to the deformation an increase of the hardening should be caused, so that the finished component has high strength. But it is not possible to realize both aims, high strength and great uniform elongation, at the same time.Keywords: Sheet metal, steel, titanium, aluminum, magnesium Die Fertigung und Verarbeitung von Blechen aus hochfesten Stählen, Titan, Aluminum-oder Magnesiumlegierungen ist zur Zeit Gegenstand intensiver Forschungsarbeiten an Universitäten und in der Industrie. Schwerpunkte bilden hier unter anderem das Aluminum Spaceframekonzept sowie die Nachfolgeprojekte der ULSAB-Studie im Bereich der Stahlbleche.Im Rahmen dieses Artikels soll vor allem die Eignung der oben aufgeführten Werkstoffe für den Einsatz als Tiefziehwerkstoffe diskutiert werden. Hierbei ist das Wunschziel der Entwicklung für neue Tiefziehbleche ein Werkstoff, der praktisch keinen elastischen Bereich der Verformung zeigt, also über eine sehr niedrige Streckgrenze verfügt. Ein hoher elastischer Anteil würde zu großen Rück-federungen nach der Umformung der Bleche und somit zu erhöh-tem Kräftebedarf und Formabweichung beim Umformvorgang füh-ren.Weiterhin sollte solch ein Blechwerkstoff über eine große Gleichmaßdehnung verfügen, sich also sehr weit plastisch verformen lassen. Der Beginn dieser Verformung sollte bei geringen Umformkräften möglich sein, durch die Verformung sollte aber ein Anstieg der Verfestigung erfolgen, so dass das fertige Bauteil über eine hohe Festigkeit verfügt. Beide Ziele, also eine hohe Festigkeit und eine große Umformbarkeit, sind jedoch gleichzeitig nicht zu realisieren.

Influence of As-cast Microstructure on Forging Behaviour of Magnesium Alloy AZ80

“…While die casting is commonly used for production of some structural magnesium parts, wrought forms of these same alloys can generally achieve much higher strength and ductility [27]. The increase in ductility is attributed to the reduction of internal casting defects, such as shrinkage pores and oxides, by means of plastic deformation during the wrought forming process.…”

Investigation of the Influence of Process Parameters on the Structure and the Mechanical Properties of Joints Produced by Electromagnetic Compression

“…The Lorentz's force will compress and deform the tubular piece, if the induced stresses are higher than its yield strength. The deformation process is completed within a few microseconds [1,2,3,4,5,6,7].…”

“…However, the influence of process parameters on the performance of the joints is hardly investigated. A deeper knowledge about this is necessary to establish electromagnetic forming in industrial production [1,2,3,4].…”

Tribology in Sheet Metal Forming with Regard to Challenges in Lightweight Construction

“…Mass reducing lightweight construction is a current trend in automobile sheet metal forming because of fuel and feedstock saving; also in combination with weight shifting in order to increase comfort provided by additional equipment [1]. This aim can be attained by using either sheet metal materials of lower density, or of higher strength, thereby enabling sheet width reduction.…”