Mit optischem Mikroskop, Rasterelektronenmikroskop und Schlagleistungsprüfung wurde der Einfluss des Schmiedeprozesses auf die Isotropie und Schlagzähigkeit des Warmarbeitswerkzeugstahls FS450 (4Cr5Mo2V) untersucht, der durch EAF+LF+VD+Schutzatmosphäre Elektroschlackeumschmelzverfahren hergestellt wurde. Die Mikrostruktur und Eigenschaften des Stahls wurden unter zwei Verfahren verglichen: axiales wiederholtes Schmieden und multidirektionales Schmieden. Unter beiden Verfahren erreichte das Prüfmaterial eine kugelige Mikrostruktur entsprechend der AS4-Klasse gemäß NADCA#207, jedoch verbesserte das multidirektionale Schmieden die Bändersegregation deutlich. Im Bereich der Schlagzähigkeit betrug die durchschnittliche Quer- und Längsenergieabsorption für Proben des multidirektionalen Schmiedens 25,1 bzw. 26,2 J mit einem Quer-Längs-Verhältnis von 0,96; für Proben des axialen wiederholten Schmiedens betrugen die Werte 20,6 bzw. 24,8 J mit einem Verhältnis von 0,83. An den Bruchstellen der Schlagproben des multidirektionalen Schmiedens waren zähere Vertiefungen größer und tiefer, weniger prisko-klivale Ebenen vorhanden und es gab mehr Risse, was auf eine bessere Zähigkeit hinweist. Die Gefüge beider Verfahren nach Abschrecken und Anlassen bestanden aus angelassenem Martensit plus dispergierten Karbiden, mit einer Korngröße feiner als Grad 7, wobei die Körner des multidirektionalen Schmiedens homogener und feiner waren. Zusammenfassend verbesserte das multidirektionale Schmieden die Homogenität des Gefüges und reduzierte die Bändersegregation, was die Schlagzähigkeit und Isotropie des FS450-Stahls signifikant erhöhte und besser war als das traditionelle axiale wiederholte Schmieden.

Werkzeugstahl;Schmieden;Schlagzähigkeit;Isotropie