Schmiedeteile und Schmiedeprozesse

Schmieden ist ein umformtechnisches Verfahren, bei dem Metalle überwiegend im Warmzustand durch Druckbelastung in eine definierte Geometrie gebracht werden. Als Schmiedeteile (Forgings) bezeichnet man die resultierenden Bauteile, die sich durch eine gerichtete Faserstruktur, hohe Reinheit und verbesserte mechanische Eigenschaften gegenüber Guss- oder spanend gefertigten Teilen auszeichnen.

Werkstoffkundlich beruht die Eigenschaftsverbesserung auf Rekristallisation, Kornfeinung und der Ausrichtung nichtmetallischer Einschlüsse entlang der Fließlinien. Dies führt zu erhöhter Ermüdungsfestigkeit, Zähigkeit und Anisotropie, die bei der Auslegung von sicherheitsrelevanten Komponenten (z. B. Kurbelwellen, Turbinenscheiben, Fahrwerksteile) gezielt berücksichtigt wird.

Man unterscheidet Freiformschmieden und Gesenkschmieden. Beim Warmgesenkschmieden erfolgt die Umformung in konturierten Werkzeugen, wodurch enge Maßtoleranzen und hohe Reproduzierbarkeit erreicht werden. Spezielle Varianten sind das Stauchschmieden und präzisionsnahe Schmieden von Aluminium- und Titanlegierungen. Prozessparameter wie Temperaturfenster, Umformgrad, Umformgeschwindigkeit und Zwischenwärmebehandlungen steuern Gefügezustand und Eigenschaften.

Aktuelle Forschung adressiert kohlenstoffneutrale Schmiedeprozesse, etwa durch elektrische Erwärmung, Wasserstoffbrenner, optimierte Prozessketten und Recyclingstrategien, um den CO₂-Fußabdruck von Stahlschmiedeteilen und Aluminiumschmiedeteilen zu reduzieren. Numerische Simulationen (FE-Umformsimulation, Mikrostrukturmodelle) sind essenziell zur Vorhersage von Fließverhalten, Spannungszuständen und Gefügeentwicklung in komplexen Schmiedeteilen.

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