Anisotropie
Feinblech erhält während des Walzvorgangs durch Kornausrichtung eine Textur, wodurch die mechanischen Eigenschaften anisotrop ( richtungsabhängig ) werden. Dies spielt in der Blechumformung eine wichtige Rolle.
Ein Maß für Anisotropie plastischer Eigenschaften von Blechwerkstoffen ist der r Wert. Er beschreibt die sogenannte senkrechte oder plastische Anisotropie, das Verhältnis der Umformgrade in Flächenrichtung zur Dickenrichtung.
Die plastischen Anisotropien in Winkellagen 0° und 90° zur Walzrichtung berechnen sich wie folgt:
Darin bedeuten φl φb Umformgrade in Längs- und Breitenrichtung, φs Umformgrad in Dickenrichtung. Numerische Indizes bezeichnen den Winkel zwischen Probenlage und Walzrichtung.
- r = 1 Werkstoff isotrop, gleiche Formänderung in Breiten- und Dickenrichtung
- r > 1 Formänderung vorrangig in Breitenrichtung
- r < 1 Formänderung vorrangig in Dickenrichtung
Zur Bestimmung der gemittelten senkrechten Anisotropie wird zusätzlich mit einer 45° Probe ein Anisotropiewert ermittelt. Die mittlere senkrechte Anisotropie ergibt sich aus:
Die mittlere senkrechte Anisotropie rm ist ein Maß für die Zipfeligkeit. Ein guter Tiefziehstahl hat einen mittleren senkrechten Anisotropiewert von rm ≥ 1,25.
Bezüglich der Rückfederung wird empfohlen, eine niedrige senkrechte Anisotropie zu verwenden, da dies einen positiven Einfluss auf die Formhaltigkeit hat.
Die planare Anisotropie Δr ist ein Maß für die Zipfeligkeit:
- Δr > 0 Zipfel in 0° und 90° Richtung
- Δr ≤ 0 Zipfel in 45° Richtung
Werkstoff | r0 | r45 | r90 | rm | Δr | s0 |
|---|---|---|---|---|---|---|
1.4016 | 0,78 | 0,6 | 1,5 | - | - | - |
1.4301 | 0,76 | 1,21 | 1,1 | 1,1 | -0,29 | 1 |
1.4541 | 0,6 | 1,3 | 1,08 | 1 | -0,5 | - |
Al 99,5 / G13 | 0,76 | 1,91 | 1,75 | 1,58 | -0,65 | 1 |
Al 99,5 / G9 | 0,92 | 0,68 | 1,07 | 0,84 | 0,32 | 1 |
Al 99,5 / W7 | 1,36 | 0,36 | 1,36 | 0,86 | 1 | 1 |
AlMg3 / G27 | 0,43 | 1,09 | 1,16 | 0,95 | -0,29 | 1 |
AlMg3 / W19 | 0,77 | 0,65 | 0,75 | 0,7 | 0,11 | 1,5 |
AlMg5Mn / W/27 | 0,67 | 0,97 | 0,76 | 0,84 | -0,25 | 0,8 |
AlSi1,2Mg0,4 / T4 | 0,77 | 0,59 | 0,75 | - | - | 1,2 |
BHZ 220 | 1,34 | 1,06 | 1,75 | 1,3 | 0,48 | 1 |
BHZ 300 | 1,12 | 0,98 | 1,42 | 1,14 | 0,33 | 1 |
DC 03 | 1,7 | 1,22 | 2,1 | 1,56 | 0,68 | 1 |
DC 04 | 1,86 | 1,44 | 2,23 | 1,75 | 0,62 | 0,8 |
ZStE 260 | 0,8 | 1 | 0,1 | 0,97 | -0,07 | 1 |
ZStE 420 | 0,91 | 1,47 | 1,17 | 1,26 | -0,433 | 1 |
Tbl. 1 Anisotropie ausgewählter Werkstoffe14151617 | ||||||