Kornorientierung und -ausrichtung: Während des Schmiedevorgangs wird das Metall hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt, wodurch sich die Kornstruktur entlang der Richtung der ausgeübten Kraft ausrichtet. Diese Ausrichtung verbessert die mechanischen Eigenschaften der geschmiedeten Stäbe, insbesondere im Hinblick auf Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit. Wenn die Körner auf die Länge des Stabes ausgerichtet sind, bieten sie eine überlegene Widerstandsfähigkeit gegen Dehnung und Verformung unter Zugkräften, sodass die Stäbe den Betriebsbeanspruchungen und Belastungen in verschiedenen Anwendungen besser standhalten können.
Korngröße: Durch den Schmiedeprozess wird die Kornstruktur verfeinert, was zu einer kleineren und gleichmäßigeren Korngröße führt. Kleinere Korngrößen sind von Vorteil, da sie die Festigkeit und Zähigkeit des Materials erhöhen. Dies liegt daran, dass kleinere Körner die Bewegung von Versetzungen behindern, bei denen es sich um Defekte im Kristallgitter handelt, die eine plastische Verformung begünstigen. Eine feinere Kornstruktur führt zu einer höheren Festigkeit (wie durch die Hall-Petch-Beziehung beschrieben) und einer verbesserten Ermüdungsbeständigkeit, was sich in einer höheren Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Ausfall unter zyklischen Belastungsbedingungen niederschlägt.
Kornfluss: Das Schmieden fördert einen kontinuierlichen und homogenen Kornfluss im gesamten Material und reduziert so das Vorhandensein von Schwachstellen und Diskontinuitäten. Dieser ununterbrochene Kornfluss minimiert die Auswirkungen von Korngrenzen, die andernfalls als Spannungskonzentratoren wirken und zu vorzeitigem Ausfall führen können. Das Ergebnis ist ein geschmiedeter Stab mit verbesserter Ermüdungsbeständigkeit und größerer struktureller Integrität, was für Anwendungen in dynamischen und hochbelasteten Umgebungen von entscheidender Bedeutung ist.
Beseitigung von Porosität und Einschlüssen: Die hohen Temperaturen und Drücke beim Schmieden tragen dazu bei, innere Hohlräume zu schließen und möglicherweise im Rohmaterial vorhandene nichtmetallische Einschlüsse auszutreiben. Diese Einschlüsse und Porositäten können als Spannungserhöher und Keimbildungsstellen für Risse wirken. Durch die Beseitigung dieser Mängel erreichen geschmiedete Stangen ein höheres Maß an Gleichmäßigkeit und Zuverlässigkeit. Dies führt zu einer überlegenen Leistung, da die Wahrscheinlichkeit eines unerwarteten Versagens des Materials aufgrund interner Schwächen geringer ist.
Einheitliche Eigenschaften: Geschmiedete Stäbe weisen im Vergleich zu Stäben, die durch Gießen oder maschinelle Bearbeitung hergestellt werden, typischerweise gleichmäßigere mechanische Eigenschaften auf. Dies liegt daran, dass der Schmiedeprozess die Mikrostruktur effektiv verfeinert und Materialinkonsistenzen reduziert. Die daraus resultierende Gleichmäßigkeit der mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Härte und Duktilität stellt sicher, dass geschmiedete Stangen in anspruchsvollen Anwendungen vorhersehbar und zuverlässig funktionieren. Diese Gleichmäßigkeit ist für Anwendungen, die präzise und konsistente Materialeigenschaften erfordern, von entscheidender Bedeutung und trägt zur Gesamthaltbarkeit und Wirksamkeit der Komponenten bei.
