DE102019109719A1

DE102019109719A1 - Verfahren zur Herstellung eines Formgedächtnis-Bauteils mit Umwandlungsfunktionalität

Info

Publication number: DE102019109719A1
Application number: DE102019109719.3A
Authority: DE
Inventors: Felix Weyand; Lothar Patberg; Sabine Will
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-10-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formgedächtnis-Bauteils mit einer Umwandlungsfunktionalität. Die Umwandlungsfunktionalität ist einmalig aktivierbar. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:A) Bereitstellen eines Rohlings, bestehend aus einer Fe-basierten Formgedächtnislegierung,B) Umformen des Rohlings von einem Ausgangszustand in einen ersten Umformzustand derart, dass sich im Rohling wenigstens eine erste Martensitphase und eine zweite Martensitphase bilden,C) Wärmebehandeln des in Schritt B umgeformten Rohlings,D) Umformen des in Schritt C wärmebehandelten Rohlings. Die Erfindung betrifft zudem ein Formgedächtnis-Bauteil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formgedächtnis-Bauteils, kurz: FGL-Bauteil. Die Erfindung betrifft außerdem ein Formgedächtnis-Bauteil.
Ein Formgedächtnis-Bauteil ist ein Bauteil, das eine gezielt ausgewählte und vorbehandelte Formgedächtnislegierung, kurz: FGL, aufweist. Formgedächtnislegierungen sind Legierungen, die in wenigstens zwei unterschiedlichen Kristallstrukturen existieren können, wobei eine dieser zwei Kristallstrukturen eine martensitische Phase ist. Nach einer Verformung und einer Bildung einer martensitischen Phase kann die Legierung durch Überschreiten der sogenannten Austenit-Start-Temperatur, abgekürzt: As-Temperatur, und das dadurch bewirkte Umwandeln der martensitischen Phase in die austenitische Phasen ihre alte Form oder in Richtung ihrer alten Form gebracht werden. Dieses Verhalten wird oft als Einwegeffekt bezeichnet. Ferner existieren spezielle Formgedächtnislegierungen, die sich bei zwei unterschiedlichen Temperaturen an ihre Form erinnern, wodurch ein Effekt erreicht wird, der üblicherweise als Zweiwegeffekt bezeichnet wird.
Formgedächtnislegierungen sind aus unterschiedlichen Materialsystemen bekannt. Auch eisenbasierte, das heißt: zu wesentlichen Teilen aus dem Element Eisen bestehende, Formgedächtnislegierungen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele sind in der EP 2 194 154 A1 und der JPA 2003/2680502 beschrieben. Da Eisen mit dem Symbol Fe bezeichnet wird, wird auf eisenbasierte Formgedächtnislegierungen oft auch mit dem Begriff der Fe-basierten Formgedächtnislegierungen Bezug genommen.
Die Nutzung eines Zweiwegeffektes bietet Potential für Anwendungen, in denen zwei eingespeicherte Umwandlungsbewegungen von Vorteil sind. Beispiele für geeignete Formgedächtnislegierungen sind in der DE 10 2006 048 123 A1 genannt. Würde eine derartige Legierung für eine Anwendung mit zwei eingespeicherten Umwandlungsbewegungen verwendet werden, würde dies beispielsweise für ein Beispiel einer wiederlösbaren Verbindung folgende Vorgehensweise erfordern:

- Erwärmen des FGL-Bauteils auf eine erste Temperatur T1, es stellt sich eine erste Form ein, in welcher das FGL-Bauteil beispielsweise die Verbindung herbeiführt und hält.
- Abkühlen des FGL-Bauteils auf eine zweite Temperatur T2, es stellt sich eine zweite Form ein, in welcher das FGL-Bauteil beispielsweise die Verbindung löst.

Aus dieser Betrachtung ergibt sich, dass die Eignung eines FGL-Bauteils mit Zweiwegeffekt für eine wiederlösbare Verbindung nur dann gegeben ist, wenn die Temperatur T1 während des gesamten Lebenszyklus der Verbindung aufrechterhalten werden kann. Dies ist in der Praxis aber mit vernünftigem Aufwand meist nicht zu realisieren.
Unter anderem aus diesem Grund sind viele der bekannten FGL mit Zweiwegeffekt, beispielsweise auch die aus der DE 10 2006 048 123 A1 bekannten Legierungen, für Schrumpfverbindungen nicht sinnvoll nutzbar.
Vor dem Hintergrund der vorstehend ausgeführten Überlegungen besteht der Wunsch, ein FGL-Bauteil bereitzustellen, das eine Umwandlungsfunktionalität mit zwei eingespeicherten Umwandlungsbewegungen vollziehen kann, wobei die oben beschriebenen Nachteile zumindest teilweise vermieden werden sollen.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines Formgedächtnis-Bauteils mit einer Umwandlungsfunktionalität mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Formgedächtnis-Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Formgedächtnis-Bauteil bereitgestellt, das eine einmalig aktivierbare Umwandlungsfunktionalität bereitstellt, wobei der Begriff der Umwandlungsfunktionalität synonym mit dem Begriff der Formänderungsfunktionalität ist. Das Formgedächtnis-Bauteil weist damit zumindest einen Abschnitt, mit anderen Worten: einen Volumenanteil, auf, der bei kontinuierlich steigender Temperatur zuerst eine erste eingespeicherte Umwandlungsbewegung und dann eine zweite Umwandlungsbewegung durchführt.
In einem ersten Schritt wird ein Rohling bereitgestellt, der aus einer eisenbasierten Formgedächtnislegierung besteht.
Formgedächtnislegierungen sind, wie eingangs bereits erwähnt, auch in eisenbasierten Materialsystemen bekannt, das heißt: es sind Formgedächtnislegierungen bekannt, die zu einem überwiegenden Gewichtsanteil aus dem Element Eisen bestehen, bevorzugt mit Eisen als dem Element mit dem höchsten Gewichtsanteil. Beispiele hierfür sind in der bereits eingangs genannten europäischen Patentanmeldung EP 2 194 154 A1 aufgeführt.
Eisenbasierte Formgedächtnislegierungen weisen den Vorteil auf, dass sie gegenüber anderen bekannten Legierungen, beispielsweise aus dem Ni-Ti-System, im Allgemeinen kostengünstiger herzustellen sind.
Aufgrund der Tatsache, dass eisenbasierte Formgedächtnislegierungen das Element Eisen als Element mit hohem, bevorzugt mit höchstem, Gewichtsanteil aufweist, wird auch das Phasenumwandlungsverhalten durch Eisen stark beeinflusst. Eine Konsequenz daraus ist, dass die Formgedächtnislegierung vollständig in austenitischer Phase vorliegt oder zumindest ein großer Volumenanteil der Formgedächtnislegierung in austenitischer Phase vorliegt. Eine weitere Konsequenz ist, dass bei kontinuierlich steigender Verformung eines austenitischen Phasenbereichs zunächst eine ε-Martensitphase in hdp-Atomanordnung entsteht, die bei stärkerer Verformung in eine α`-Martensitphase in krz-Atomanordnung umwandelt. In Abhängigkeit von dem Maß der Umformung eines eisenbasierten Formgedächtnis-Bauteils kann daher die Entstehung zweier unterschiedlicher Martensitphasen beobachtet werden, die gleichzeitig vorliegen, wobei Bereiche der zunächst entstandenen ε-Martensitphase von der α`-Martensitphase eingeschlossen werden beziehungsweise von dieser umgeben und dadurch stabilisiert werden. Dies ist beispielsweise in dem wissenschaftlichen Artikel Effect of Pre-straining on the Shape Recovery of Fe-Mn-Si-Cr-Ni Shape Memory Alloys, Bikas C. Maji et. al, Metallurgical and Materials Transactions A, Volume 46A, February 2015-639, beschrieben.
Die an sich bekannte Tatsache, dass in einem austenitischen Phasenbereich einer Fe-basierten FGL oberhalb einer Mindestverformung zwei unterschiedliche Martensitphasen gleichzeitig vorliegen, wird mit der nachfolgend dargelegten Vorgehensweise erstmals zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe genutzt:

In einem Schritt A wird ein Rohling aus einer Fe-basierten FGL bereitgestellt. Die Form dieses Rohlings ist nicht erfindungswesentlich, sondern muss von dem ausführenden Fachmann entsprechen dem vorgesehenen Einsatzzweck gewählt werden.

Der bereitgestellte Rohling ist bevorzugt martensitfrei. Um dies sicherzustellen, kann in einer bevorzugten Verfahrensführung ein dem Schritt A vorgeschalteter Vorbereitungsschritt durchgeführt werden, in welchem der Rohling einen langen Zeitraum, beispielsweise mindestens 10 Minuten, bei einer ausreichend hohen Temperatur, beispielsweise zwischen 800 °C und 1000 °C, martensitfrei geglüht wird.
In einem Schritt B wird der Rohling von einem Ausgangszustand in einen ersten Umformzustand umgeformt. Das Umformen erfolgt derart, dass sich im Rohling wenigstens eine erste Martensitphase und eine zweite Martensitphase bilden. Bevorzugt handelt es sich bei der ersten Martensitphase um den oben erwähnten ε-Martensit und bei der zweiten Martensitphase um den oben erwähnten α'-Martensit. Die Bewegung von dem Ausgangszustand zu dem ersten Umformzustand definiert die zweite Umwandlungsbewegung bei der einmaligen Aktivierung des FGL-Bauteils. Die erste Martensitphase und die zweite Martensitphase müssen zumindest in dem Abschnitt des FGL-Bauteils, der die zweite Umwandlungsbewegung herbeiführt, gleichzeitig und nebeneinander vorliegen. Die erste Martensitphase setzt sich aus einem durch die zweite Martensitphase gegenüber einer Phasenumwandlung stabilisierten, insbesondere von der zweiten Martensitphase eingeschlossenen, Phasenanteil und einem nicht stabilisierten Phasenanteil, nachfolgend als freier Phasenanteil bezeichnet, zusammen.
In einem Schritt C wird der in Schritt B umgeformte Rohling bei einer Phasenänderungstemperatur derart wärmebehandelt, dass die erste Martensitphase zumindest teilweise wieder austenitisiert, das heißt: ihre Hochtemperaturphase, den Austenit, auch als γ-Phase bezeichnet, einnimmt, und die zweite Martensitphase zumindest teilweise bestehen bleibt.
Bevorzugt wird die Phasenänderungstemperatur derart gewählt, dass die zweite Martensitphase weitgehend vollständig, das heißt: mit zumindest 90 Vol.-Prozent, besonders bevorzugt: vollständig, bestehen bleibt. Mit anderen Worten wird die Wärmebehandlung des Schritts C bei einer derart gewählten Temperatur durchgeführt, dass zumindest 90 Vol.-%, bevorzugt mehr als 90 Vol-% mit dem besonders bevorzugten Spezialfall 100 Vol.-%, der während Schritt B gebildeten Anteile der zweiten Martensitphase in dem Formgedächtnisbauteil beibehalten.
Bevorzugt wird die Phasenänderungstemperatur derart gewählt, dass der freie Phasenanteil der ersten Martensitphase weitgehend vollständig, das heißt: mit zumindest 90 Vol.-Prozent, besonders bevorzugt: vollständig, austenitisiert.
Mit anderen Worten wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, bei welcher die Temperatur des Rohlings ausreichend hoch ist, um ein gewünschtes Maß an Austenitisierung des freien Phasenanteils des ersten Martensits, beispielsweise des ε-Martensits, herbeizuführen, während die Temperatur aber hinreichend niedrig ist, um eine über ein akzeptables Maß hinausgehende Austenitisierung der zweiten Martensitphase, beispielsweise des α'-Martensits, zu vermeiden.
Wenn die Phasenänderungstemperatur derart gewählt ist, dass die zweite Martensitphase vollständig bestehen bleibt und der freie Phasenanteil der ersten Martensitphase vollständig austenistisiert, bestehen in dem Rohling nur noch Phasenbereiche der zweiten Martensitphase sowie Phasenbereiche der ersten Martensitphase in einem durch die zweite Martensitphase gegenüber einer Phasenumwandlung stabilisiertem Zustand.
In einem Schritt D wird der in Schritt C wärmebehandelte Rohling, welcher bevorzugt keinen freien Phasenanteil der ersten Martensitphase mehr aufweist, in einen zweiten Umformzustand gebracht. Dieses Umformen erfolgt derart, dass sich im Rohling erneut ein Anteil der ersten Martensitphase, dabei bevorzugt höchstens ein geringer Anteil, besonders bevorzugt kein Anteil, der zweiten Martensitphase bildet.
Nach Durchführen des Schritts D liegt ein Rohling vor, in welchem eine zweite Umwandlungsbewegung in der ersten Martensitphase aus Schritt B gespeichert ist, wobei die erste Martensitphase durch die zweite Martensitphase aus Schritt B gegen eine Phasenumwandlung stabilisiert ist. Der Rohling weist außerdem einen Anteil der ersten Martensitphase aus Schritt D auf, in welchem eine erste Umwandlungsbewegung gespeichert ist.
Bei Umformen des Rohlings in den ersten Umformzustand während Schritt B ist insbesondere in demjenigen Abschnitt, welcher die Umwandlungsfunktionalität bereitstellt, ein Umformgrad derart hoch zu wählen, dass nicht nur die zunächst sich bildende erste Martensitphase vorliegt, sondern auch die mit zunehmender Umformung sich bildende zweite Martensitphase vorliegt und einen Anteil der ersten Martensitphase stabilisiert.
Der Begriff des die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Abschnitts bezeichnet denjenigen Volumenanteil des Formgedächtnis-Bauteils im die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Zustand, welcher sowohl die zweite Umwandlungsbewegung als auch zumindest einen Teil der ersten Umwandlungsbewegung herbeiführt und zu diesem Zweck sowohl während Schritt B als auch während Schritt D einer Verformung unterzogen wurde. Mit anderen Worten handelt es sich um das kleinste abgrenzbare Volumen des Formgedächtnisbauteil, welches in beiden Umformvorgängen, also sowohl während Schritt B als auch während Schritt D, eine Verformung erfährt. Die die Umwandlungsfunktionalität, also die wenigstens zwei eingespeicherten Umwandlungsbewegungen umfassende, Verformung kann beispielsweise eine sequentielle schlichte Längenänderung des Rohlings sein, in einem solchen Fall wäre der die Umwandlungsfunktionalität bereitstellende Abschnitt der gesamte Rohling. Die Umformung kann aber auch eine Sequenz aus einer Längenänderung und einem Biegen des Bauteils um eine Biegeachseumfassen, in diesem Falls ist der die Umwandlungsfunktionalität bereitstellende Abschnitt der kleinste Volumenanteil des Rohlings, der bei der bei dem Biegeneine Verformung erfahren hat.
Der Begriff des Umformgrads ist in der in der Werkstoffkunde üblichen Weise gemeint, beispielsweise bei Abmessungsänderung in x-Richtung eines kartesischen Hauptachsensystems von einer Anfangsabmessung x₀ zu einer Endabmessung x₁ mit $φ_{x} = \int_{x 0}^{x 1} \frac{1}{x} d x .$
Bevorzugt erfolgt das Umformen des Rohlings während Schritt B derart, dass der Rohling im ersten Umformzustand sowohl einen Phasenanteil ε-Martensit als erste Martensitphase als auch einen Phasenanteil α'-Martensit als zweite Martensitphase aufweist. Besonders bevorzugt ist, dass während Schritt B ein Umformgrad erreicht wird, der größer ist als ein kritischer Umformgrad φ_α', oberhalb welchem eine Bildung von α'-Martensit als zweite Martensitphase in dem Abschnitt des Rohlings erfolgt. Der Wert (φ_α' ist selbstverständlich von der konkreten Legierung abhängig und kann deswegen nicht konkret angegeben werden. Für eine Legierung Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni liegt φ_α' beispielsweise im Bereich zwischen 1,05 und 1,07, siehe hierzu 10 der oben genannten wissenschaftlichen Arbeit. Der Abschnitt, genauer: der Volumenanteil, in welchem gemäß dieser Vorschrift der kritische Umformgrad überschritten wird, ist der die Umwandlungsfunktionalität bereitstellende Abschnitt.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Formgedächtnislegierungen durchgeführt, bei denen der kritische Umformgrad φ_α' zwischen 1,05 und 1,15 beträgt.
Mit der durchgeführten Vorgehensweise hat sich herausgestellt, dass die Verfahrensfolge aus Herstellen eines ersten Umformzustands mit Bildung von ε-Martensit und α'-Martensit, die zumindest teilweise Re-Austenitisierung des ε-Martensits, nämlich des freien Phasenanteils, und die darauf folgende Umformung des wärmebehandelten Rohlings mit Bildung erneuten ε-Martensits zu einem zweiten Umformzustand hin dazu führt, dass ein erneutes Erwärmen des hergestellten Formgedächtnis-Bauteils in einem ersten Schritt zu einem Lösen der im Schritt D hergestellten ersten Martensitphase führt (und damit zu einer Rückverformung oder teilweisen Rückverformung des zweiten Umformens) und ein weiteres Erhöhen zu einem Auflösen der zweiten Martensitphase durch deren Austenitisieren führt mit einer Freigabe des zuvor stabilisierten ε-Martensits mit einer nachfolgenden Austenitisierung zuvor stabilisierten ε-Martensits damit einhergehend einem Rückgängigmachen oder zumindest teilweise Rückgängigmachen des ersten Umformens. Zur Erläuterung wird auf den an sich bekannten Sachverhalt hingewiesen, dass eine Umwandlung von ε-Martensit in die γ-Phase eine makroskopische Formänderung des Rohlings bewirkt, während eine Umwandlung von α'-Martensit in die γ-Phase nur eine vernachlässigbare Formänderung des Rohlings bewirkt. Dieser Sachverhalt ist gemeinsam mit dem durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung erreichte gezielte Einstellung von stabilisierten Bereichen des ε-Martensits die Grundlage dafür, dass die gewünschte Funktionalität erreicht wird.
Die beschriebene Vorgehensweise hat also, wie erwähnt, unter anderem die wissenschaftliche Erklärung als Grundlage, dass bei Bildung der zweiten Martensitphase Teile der ersten Martensitphase eingeschlossen und gewissermaßen blockiert werden, so dass die Wärmebehandlung des Schritts C das im Schritt B vorgenommene Umformen des Rohlings nicht oder allenfalls geringfügig rückgängig macht.
In durchgeführten Versuchen hat sich gezeigt, dass die Arbeitshypothese, welche der erfindungsgemäßen Verfahrensführung entspricht, zu dem beobachteten Verhalten führt und damit eine bisher nicht bekannte zweistufige Umformbewegung einer Formgedächtnislegierung, insbesondere bei Fe-basierten Formgedächtnislegierungen, verfügbar macht. Dazu können zwei eingespeicherte Verformungen, nämlich einmal eingespeichert im eingeschlossenen ε-Martensit und einmal eingespeichert im freien ε-Martensit, durch einmaliges Aktivieren durch erwärmen sequentiell ausgelöst werden. Dadurch, dass diese Überlagerung von zwei rückgängig zu machenden Umformungen das Austenitisieren von zwei unterschiedlichen Martensitphasen voraussetzt, ist diese Umwandlungsfunktionalität einmalig aktivierbar und kann in zwei sequenziellen Schritten erfolgen, zwischen denen auch ein großer zeitlicher Abstand liegen kann.
Bevorzugt ist die Phasenänderungstemperatur die Austenit-Starttemperatur As(ε-γ) der Formgedächtnislegierung, also die Temperatur, oberhalb derer die ε-Martensitphase ihre Umwandlung in die γ-Austenitphase beginnt, oder eine höhere Temperatur. In einem solchen Fall wird erreicht, dass im Schritt C zumindest ein Teil des ε-Martensits austenitisiert wird. Besonders bevorzugt ist die Phasenänderungstemperatur die Austenit-Finish-Temperatur Af(ε-γ) der Formgedächtnislegierung bezüglich der Umwandlung von ε-Martensit in die γ-Austenitphase oder eine höhere Temperatur, so dass der nicht durch α'-Martensit an einer Umwandlung gehinderte Anteil der ε-Martensitphase vollständig austenitisiert wird. Besonders bevorzugt ist die Phasenänderungstemperatur unterhalb der Austenit-Finish-Temperatur Af(α'-γ) der Formgedächtnislegierung, also der Temperatur, ab welcher die Umwandlung der α`-Martensitphase in die γ-Austenitphase vollständig beendet ist, so dass sichergestellt ist, dass ein Anteil von α'-Martensitphase während Schritt C bestehen bleibt. Besonders bevorzugt ist die Phasenänderungstemperatur unterhalb der Austenit-Starttemperatur (α'-γ), also der Temperatur, oberhalb derer die α'-Martensitphase ihre Umwandlung in die γ-Austenitphase beginnt, so dass der α'-Martensit-Anteil im Bauteil nach Schritt C und vor Schritt D vollständig erhalten bleibt.
Besonders bevorzugt sind Legierungen, bei den Af(ε-γ) zwischen 300° Celsius und 500° Celsius, bevorzugt zwischen 350° Celsius und 450° Celsius und/oder As(α'-γ) zwischen 500° Celsius und 700° Celsius, bevorzugt zwischen 550° Celsius und 650° Celsius liegen, dies hat den Vorteil zur Folge, dass die Phasenumwandlungen bei voneinander sich hinreichend unterscheidenden Temperaturen erfolgen, was für eine technologische Ausnutzung der Umwandlungsfunktionalität bei beiden eingespeicherten Umwandlungsbewegungen den insbesondere für die Temperaturkontrolle und Einstellung einzugehenden Aufwand begrenzt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass beim Umformen des Rohlings in den zweiten Umformzustand während des Schritts D derart vorgegangen wird, dass der Rohling bei Umformen in den zweiten Umformzustand einen Phasenanteil ε-Martensit als erste Martensitphase bildet, aber keinen Phasenanteil der zweiten Martensitphase α'-Martensit bildet, wobei geringfügige Phasenanteile von bis zu 5 Vol.-% zugelassen sein sollen. Hierzu ist erforderlich, dass ein Umformen in zur erneuten Bildung von ε-Martensit ausreichendem Maße, jedoch noch nicht zur Bildung von α'-Martensit ausreichendem Maße erfolgt.
Insbesondere kann derart vorgegangen werden, dass beim Umformen des Rohlings in den zweiten Umformzustand während Schritts D der Umformzustand des Rohlings in jedem die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Abschnitt kleiner ist als der kritische Umformgrad φ_α', oberhalb welchem eine Bildung von α'-Martensit als zweite Martensitphase in dem Abschnitt des Rohlings erfolgt. Beispielsweise kann in einem Fall, in welchem das Umformen während des Schritts D eine Längenänderung ist, die Längenänderung unterhalb einer kritischen Längenänderung Δl_α' sein, oberhalb welcher eine Bildung von α'-Martensit als zweite Martensitphase in dem Abschnitt des Rohlings erfolgt. Geringfügige Bildung von α'-Martensit von bis zu 5 Vol.-% innerhalb des die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Abschnitts sollen dabei nicht berücksichtigt werden und zugelassen sein.
Das durchzuführende Verfahren funktioniert besonders gut mit eisenbasierten Formgedächtnislegierungen, die aus folgenden Elementen bestehen:

Mn: 15-35 Gew.-%,
Si: 3-8 Gew.-%,
bis zu 46,045 Gew.-% optionale Bestandteile, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.

Bevorzugt ist eine weitere Bedingung, dass Eisen dasjenige Element mit dem höchsten Gewichtsanteil an der Formgedächtnislegierung ist.
Der Mangangehalt von 15 Gew.-% bis 35 Gew.-% dient zur Stabilisierung des Austenits im Gefüge und hat insbesondere Einfluss auf das Schaltverhalten der Formgedächtnislegierung. Unterhalb eines Mn-Gehalts von 15 Gew.-% wird vermehrt Ferrit gebildet, der sich nachteilig auf den Formgedächtniseffekt auswirkt. Erhöht man den Mn-Gehalt oberhalb von 35 Gew.-%, hat dies nachteilige Auswirkungen auf die Martensitbildung.
Silizium dient der Sicherstellung der Reversibilität der Phasenumwandlung von Martensit in Austenit. Unterhalb von 3 Gew.-% bewirkt Si eine Reduzierung des Formgedächtniseffekts. Oberhalb von 8 Gew.-% kann eine Versprödung des Materials beobachtet werden. Zudem findet bei Si-Gehalten oberhalb von 8 Gew.-% die vermehrte Ausbildung der ungünstigen ferritischen Gefügebestandteile statt.
Besonders bevorzugt setzen sich die optionalen Bestandteile aus folgenden Elementen zusammen:

Cr: ≤ 15 Gew.-%,
Ni: ≤ 10 Gew.-%,
P: ≤ 0,1 Gew.-%,
S: ≤ 0,1 Gew.-%,
Mo: ≤ 1 Gew.-%,
Cu: ≤ 0,5 Gew.-%,
Al: ≤ 5,0 Gew.-%,
Mg: ≤ 5,0 Gew.-%,
O: ≤ 0,1 Gew.-%,
Ca: ≤ 0,1 Gew.-%,
Co: ≤ 0,5 Gew.-%,
Ti: ≤ 1,5 Gew.-%,
Nb: ≤ 1,5 Gew.-%,
W: ≤ 1,5 Gew.-%,
V: ≤ 1,5 Gew.-%,
Zr: ≤ 1,5 Gew.-%,
C: ≤ 0,5 Gew.-%,
N: ≤ 0,5 Gew.-%,
B: ≤ 0,01 Gew.-%,
As: ≤ 0,02 Gew.-%,
Se: ≤ 0,1 Gew.-%,
Summe aller Elemente aus den Seltenerdmetallen: ≤ 0,01 Gew.%, H: ≤ 0,005.

Um eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit sicherzustellen, enthält die Formgedächtnislegierung optional Cr, besonders bevorzugt in Gehalten von mindestens 3 Gew.-% Cr. Eine Steigerung des Cr-Gehaltes auf oberhalb von 15 Gew.-% begünstigt wiederum die Ferritbildung, welche sich, wie bereits ausgeführt, negativ auf den Formgedächtniseffekt auswirkt.
Das optionale Legierungselement Nickel dient nun schließlich zur Stabilisierung des austenitischen Gefüges und verbessert zudem die Umformbarkeit des Materials. Ein Ni-Gehalt von weniger als 0,1 Gew.-% hat keinen signifikanten Einfluss auf die Eigenschaften des Materials, weswegen dieser Wert als bevorzugte Untergrenze angegeben wird. Gehalte von über 10 Gew.-% zeigen keine positive Wirkung auf die Materialeigenschaften und werden daher aus Kostengründen vermieden. Zudem besteht bei Ni-Gehalten oberhalb von 8 Gew.-% die Gefahr, dass der Austenit so stark stabilisiert wird, dass die für den Formgedächtniseffekt erforderliche martensitische Phasenumwandlung erschwert wird und bei einer Vorverformung nicht mehr in ausreichendem Maße stattfindet, weswegen Gehalte von maximal 8 Gew.-% bevorzugt eingesetzt werden. Gehalte oberhalb von 6,5 Gew.-% Ni können zu einer zu geringen Schalttemperatur führen, wodurch das Risiko einer versehentlichen Überschreitung der Schalttemperatur im späteren Bauteileinsatz steigt, weswegen Gehalte von maximal 6,5 Gew.-% besonders bevorzugt eingesetzt werden.
Die übrigen genannten Elemente sind mit ihren jeweiligen Obergrenzen derart gewählt, dass nachteilige Auswirkungen auf Oxidationsbeständigkeit und/oder Festigkeit ein toleriertes Maß nicht überschreiten.
In einer Variante der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass nur 45,91 Gew.-% an optionalen Bestandteilen zugelassen sind, weil nämlich anders als in der oben aufgeführten Zusammensetzung keines der Elemente As, Se, Seltenerdmetall und Wasserstoff zugelassen ist.
In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Auswahl der eisenbasierten Formgedächtnislegierung gemäß der Vorschrift

Mn: 15-35 Gew.-%,
Si: 3-8 Gew.-%,
Cr: 0,1-15 Gew.-%,
Ni: 0,1-10 Gew.-%,
P: ≤ 0,08 Gew.-%,
C: 0,001-0,5 Gew.-%,
N: 0,001-0,5 Gew.-%,
Ti: 0,005-1 Gew.-%,
Nb: 0,005-1 Gew.-%,
V: 0,005-1 Gew.-%,
W: 0,005-1 Gew.-%,
Zr: 0,005-1 Gew.-%,
B: 0,0001-0,01 Gew.-%,
Cu: 0,01-0,5 Gew.-%,
Co: ≤ 0,02 Gew.-%,
As: ≤ 0,02 Gew.-%,
Se: 0,001-0,1 Gew.-%,
Mo: 0,01-1 Gew.-%,
Al: 0,02-1 Gew.-%,
O: 0,0005-0,01 Gew.-%,
Summe aller Elemente aus den Seltenerdmetallen: 0,0005-0,01 Gew.-%,
Ca: ≤ 0,015 Gew.-%,
S: ≤ 0,05 Gew.-%,
H: ≤ 0,005 Gew.-%,

Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. Diese Zusammensetzung entspricht der in der PCT/EP2018/082933 beschriebenen Zusammensetzung. Auf die in der PCT/EP2018/082933 dargelegten Erläuterungen der vorteilhaften Eigenschaften, die mit der Elementeauswahl einhergehen, wird hiermit verwiesen. Soweit möglich, ist der Inhalt PCT/EP2018/082933 hiermit als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese miteinbezogen.
In einer speziellen Ausführung einer der zuvor genannten Gegenstände sind die Elemente Mn, Si, Cr, V und C nach folgender Vorschrift ausgewählt:

Mn: 17-32 Gew.-%,
Si: 4-8 Gew.-%,
Cr: 3-7 Gew.-%,
V + Ti + Nb: 0,05-1,0 Gew.-%,
C: 0,01-0,5 Gew.-%.

Die spezielle Ausführung weist neben ihrer kostengünstigen Herstellbarkeit eine besonders vorteilhaftes Rückformverhalten auf, welches von besonderem Vorteil für die Verwendung als Schutzpanzerung ist, da durch die Zugabe von V und/oder Ti und/oder Nb sowie von C eine Karbidbildung begünstigt wird, welche wiederum Keimstellen für die Phasenumwandlung bietet, die für das Rückformverhalten verantwortlich ist. Weitere Ausführungen zu den Überlegungen bei der Auswahl der Materialien können der WO 2018 219 514 A1 und insbesondere der PCT/EP2018/082933 entnommen werden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Formgedächtnisbauteil, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren oder seiner Weiterbildungen hergestellt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine erste Umwandlungsbewegung des Formgedächtnisbauteils bei Erwärmen auf eine Temperatur T1 erfolgt, und eine zweite Umwandlungsbewegung bei Erwärmen auf eine Temperatur T2 erfolgt. Dabei gilt, dass T1 zwischen As(ε-γ) und As(α'-γ), bevorzugt zwischen Af(ε-γ) und As(α'-γ) liegt und das T2 größer ist als As(α'-γ), bevorzugt größer als Af(α'-γ). Bei Einhaltung dieser Maßgabe ist dem durchführenden Fachmann freie Hand bei Wahl von T2 gelassen, wobei sonstige Rahmenbedingungen fachmännisch zu berücksichtigen sind. So versteht sich zum Beispiel von selbst, dass T2 genügend weit unterhalb der Schmelztemperatur des Bauteils liegend gewählt werden sollte, um ein Schmelzen oder infolge einer zu hohen Duktilität sich ergebende Verformungen zu vermeiden.
Als Formgedächtnisbauteil ist bevorzugt ein Verbindungsstück, beispielsweise eine Verbindungsschelle, vorgesehen, welches zwei Teile eines Teileverbunds verbindet, wobei die erste Umwandlungsbewegung ein Aufschrumpfen auf die zwei Teile ist und die zweite Umwandlungsbewegung ein Loslösen von den zwei Teilen ist. Alternativ kann das Formgedächtnisbauteil als Aktor vorgesehen sein, wobei die erste Umwandlungsbewegung einen ersten Aktorzustand herbeiführt und die zweite Umwandlungsbewegung einen zweiten Aktorzustand herbeiführt.
Das Formgedächtnisbauteil kann alternativ auch als mechanische Feder, Dübel oder Niet ausgebildet sein, welche die erfindungsgemäße Umwandlungsfunktionalität aufweisen. Dadurch kann man alle durch FGL erzeugten Verbindungen wieder auflösen/umkehren.
Bei einem als Feder ausgebildeten Formgedächtnisbauteil wird die Montage und Demontage von Federn erleichtert, da diese ohne ein mechanisches oder anderes Vorspannungswerkzeug montiert und wieder demontiert werden können. Beispielsweise können vor Montage die einzelnen Federwicklungen aufeinander auf aufliegen. Nach Montage wird die erste Umwandlungsbewegung aktiviert. Dadurch nimmt die Feder ihre vorgesehene Position ein. Für die Demontage wird die zweite Umwandlungsbewegung aktiviert. Die Feder nimmt damit eine Position ein, in welcher sie leicht entfernt werden kann.
Bei einem als Dübel ausgebildeten Formgedächtnisbauteil werden die Dübelzähne mit der ersten Umwandlungsbewegung ausgefahren und mit der zweiten Umwandlungsbewegung eingefahren. Bei einem als Niet ausgebildeten Formgedächtnisbauteil wird die Dicke des Nietenbolzen erhöht (erste Umwandlungsbewegung) beziehungsweise verdünnt (zweite Umwandlungsbewegung).
Es können auch mehrstufige Verbindungen realisiert werden, beispielsweise Klemm- und Keilverbindungen mit zwei Spreizzuständen, Zug- und Druckstreben oder Schrauben, die zwei Vorspannkraftstufen zur Realisierung eines bestimmten Setzverhaltens ermöglichen.
Weiterhin kann bei allen der vorgenannten Verbindungsmöglichkeiten vorgesehen sein, dass die zweite Umwandlungsbewegung ein Verstärken der ersten Umwandlungsbewegung herbeiführt.
Nachfolgend sind zwei Versuchsdurchführungen geschildert, mit denen der experimentelle Nachweis für die prinzipielle Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wurde.
Beispiel 1
Es wurde eine Legierung mit der folgenden Legierungszusammensetzung verwendet:

Mn: 28,0 Gew.-%,
Si: 6,0 Gew.-%,
Cr: 5,0 Gew.-%,
V: 0,76 Gew.-%,
C: 0,18 Gew.-%,

Rest Eisen sowie unvermeidbare Verunreinigungen.
Legierung 1 wurde mit einer Elementmischung hergestellt, welche in einem Induktionsofen geschmolzen und in einer Kupferkokille in Form gegossen wurde. Der Gussblock wurde anschließend warmgewalzt zu Streifen mit Dicken zwischen 1 bis 6 mm.
Beispiel 2
Es wurde eine Legierung mit der folgenden Legierungszusammensetzung verwendet:

Fe: 59,84 Gew.-%,
Mn: 26,2 Gew.-%,
Si: 6,9 Gew.-%,
Cr: 4,2 Gew.-%,
Ni: 1,25 Gew.-%
Nb: 0,45 Gew.-%,
Ti: 0,019 Gew.-%,
W: 0,01 Gew.-%,
N: 0,013 Gew.-%,
C: 0,07 Gew.-%,
B: 0,009 Gew.-%,
P: 0,002 Gew.-%,
S: 0,002 Gew.-%,
O: 0,015 Gew.-%,
Cu: 0,023 Gew.-%,
Al: 0,56 Gew.-%,
Mg: 0,21 Gew.-%,
Co: 0,02 Gew.-%,
Cr-Ni: 2,95 Gew.-%,

Rest Eisen sowie unvermeidbare Verunreinigungen.
Die prinzipielle Vorgehensweise zum experimentellen Nachweis des erfindungsgemäßen Verfahrens war für beide Legierungszusammensetzung dieselbe. Für jede Legierungszusammensetzung gemäß Beispielen 1 und 2 wurde jeweils eine Probe mit den Abmessungen Dicke: 2,5 mm, Länge: 250 mm, Breite: 40 mm hergestellt. Die nachfolgend beschriebenen Schritte wurden für jede der beiden Beispiele 1 und 2 durchgeführt:

Die Probe wurde für 10 Minuten bei 900° Celsius in einem Ofen in Umgebungsatmosphäre erwärmt und danach im Ofen langsam auf Raumtemperatur abkühlen lassen, um sicherzustellen, dass keine Martensitphase mehr in der Probe vorhanden war.

In einem Schritt B wurde die Probe entlang ihrer längsten Erstreckung gedehnt. Hierfür wurde eine vorhandene Versuchsanlage verwendet, die zur Durchführung von Standardzugversuchen gemäß EN ISO 6892-1 geeignet und üblicherweise für solche verwendet wird. Die Probe wurde bis zum Erreichen einer Dehnung von 8 % fortgesetzt, die Längserstreckung der Probe betrug nach Durchführung des Schritts B also 108 % der ursprünglichen Längserstreckung von 250 mm; mit Dehnung der Längsseite um 8% wurde ein erster Umformzustand erreicht, in welchem sowohl ε-Martensitphase als α'-Martensitphase vorliegen, wobei die ε-Martensitphase teilweise von α`-Martensitphase umgeben ist.
In einem nachfolgenden Schritt C wurde die Probe im Ofen unter Umgebungsatmosphäre erwärmt, wobei das Erwärmen für 10 Minuten bei 400° Celsius erfolgte. Dieses Erwärmen ist ein Wärmebehandeln des in Schritt B umgeformten Rohlings und erlaubt, dass die freien Phasenanteile der ε-Martensitphase zumindest teilweise austenitisiert und die zweite Martensitphase, die α'-Martensitphase, sowie von der zweiten Martensitphase gegenüber einer Phasenumwandlung blockierte Phasenanteile der ε-Martensitphase zumindest teilweise bestehen bleibt.
Nachfolgend wurde die in Schritt C erhaltene Probe in einem Schritt D mit einem Dreipunktbiegeversuch, angelehnt an einen Standarddreipunktbiegeversuch gemäß DIN EN ISO 7438-2012 und unter Verwendung einer hierfür vorgesehenen Dreipunktbiegeanlage ein Biegen der Probe durchgeführt. Das Biegen ist das Umformen des in Schritt C wärmebehandelten Rohlings in einen zweiten Umformzustand, nämlich in einen gebogenen Zustand. Der Biegeradius wird derart bemessen, dass die relative Längenänderung der nach dem Biegen längsten Längserstreckung etwa 2 mm beträgt. Die stärkste Dehnung der Probe kann anhand elementarer geometrischer Überlegungen bei Betrachtung der gebogenen Probe als Mantelsegment eines Kreiszylinders ermittelt werden zu
Dehnung der äußersten Phase in Prozent = [(Länge des Bauteils nach Biegung)/(Länge des Bauteils vor Biegung) - 1] und ergibt in dem vorliegenden Fall einen Wert von 0,8 %.
Dadurch wird bewirkt, dass ε-Martensitphase gebildet wird, jedoch keine α`-Martensitphase für deren Bildung eine Dehnung von mindestens, wie eingangs erläutert, 5 bis 7% erreicht werden muss.
Zum Nachweis der Umwandlungsfunktionalität wurde die Probe für 10 Minuten bei 400° Celsius in Ofenatmosphäre aus Luft durchgewärmt und danach vermessen. Danach wurde die Probe für 10 Minuten bei 600° Celsius in Ofenatmosphäre aus Luft durchgewärmt und danach vermessen.
Bei dem ersten Durchwärmen war ein teilweises Zurückgehen der Biegung und bei dem zweiten Durchwärmen war ein teilweises Zurückgehen der Längendehnung zu erkennen.
Insgesamt wurde nach dem zweiten Durchwärmen ein Rückgang der vorgenommenen Längenänderung um etwa 80 % erreicht und qualitativ konnte ein Rückgang der Biegung bei dem ersten Durchwärmen und ein Rückgang der Längenänderung ohne signifikante weitere Änderung des Biegezustands bei dem zweiten Umformen beobachtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2194154 A1 [0003, 0011]
DE 102006048123 A1 [0004, 0006]
WO 2018219514 A1 [0048]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Bikas C. Maji et. al, Metallurgical and Materials Transactions A, Volume 46A, February 2015-639 [0013]
DIN EN ISO 7438-2012 [0065]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Formgedächtnis-Bauteils mit einer Umwandlungsfunktionalität, die einmalig aktivierbar ist, wobei das Formgedächtnis-Bauteil einen die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Abschnitt mit zwei eingespeicherten Umwandlungsbewegungen umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: A) Bereitstellen eines Rohlings, bestehend aus einer Fe-basierten Formgedächtnislegierung, B) Umformen des Rohlings von einem Ausgangszustand in einen ersten Umformzustand derart, dass sich im Rohling wenigstens eine erste Martensitphase und eine zweite Martensitphase bilden, C) Wärmebehandeln des in Schritt B umgeformten Rohlings bei einer Phasenänderungstemperatur derart, dass die erste Martensitphase zumindest teilweise austenitisiert und die zweite Martensitphase zumindest teilweise bestehen bleibt, D) Umformen des in Schritt C wärmebehandelten Rohlings in einen zweiten Umformzustand derart, dass sich im Rohling erneut ein Anteil der ersten Martensitphase bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen des Rohlings in den ersten Umformzustand während Schritt B derart erfolgt, dass der Rohling im ersten Umformzustand im die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Abschnitt sowohl einen Phasenanteil ε-Martensit als erste Martensitphase als auch einen Phasenanteil α'-Martensit als zweite Martensitphase aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umformen des Rohlings in den ersten Umformzustand während Schritt B zumindest in dem die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Abschnitt des Rohlings ein Umformgrad erreicht wird, der größer ist als ein kritischer Umformgrad φ_α', oberhalb welchem eine Bildung von α'-Martensit als zweite Martensitphase in dem Abschnitt des Rohlings erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dass der kritische Umformgrad zwischen 1,05 und 1,15 beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenänderungstemperatur die Austenit-Start-Temperatur As(ε-γ) der Formgedächtnislegierung oder eine höhere Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenänderungstemperatur die Austenit-Finish-Temperatur Af(ε-γ) der Formgedächtnislegierung oder eine höhere Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenänderungstemperatur unterhalb der Austenit-Finish-Temperatur Af(α'-γ) der Formgedächtnislegierung liegt, bevorzugt unterhalb der Austenit-Start-Temperatur As(α'-γ) der Formgedächtnislegierung liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Af(ε-γ) zwischen 300 °C und 500 °C liegt, bevorzugt zwischen 350 °C und 450 °C; und/oder As(α'-γ) zwischen 500 °C und 700 °C liegt, bevorzugt zwischen 550 °C und 650 °C.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen des Rohlings in den zweiten Umformzustand während Schritt D derart erfolgt, dass der Rohling bei Umformen in den zweiten Umformzustand einen neu gebildeten Phasenanteil ε-Martensit als erste Martensitphase bildet, aber keinen Phasenanteil der zweiten Martensitphase α'-Martensit bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umformen des Rohlings in den zweiten Umformzustand während Schritt D der Umformzustand des Rohlings in jedem die Umwandlungsfunktionalität bereitstellenden Abschnitt kleiner ist als der kritische Umformgrad φ_α', oberhalb welchem eine Bildung von α'-Martensit als zweite Martensitphase in dem Abschnitt des Rohlings erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fe-basierte Formgedächtnislegierung besteht aus: Mn: 15-35 Gew.-%, Si: 3-8 Gew.-%, bis zu 46,045 Gew.-% optionale Bestandteile, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei sich die optionalen Bestandteile zusammensetzen nach der Vorschrift Cr: ≤ 15 Gew.-%, Ni: ≤ 10 Gew.-%, P: ≤ 0,1 Gew.-%, S: ≤ 0,1 Gew.-%, Mo: ≤ 1 Gew.-%, Cu: ≤ 0,5 Gew.-%, Al: ≤ 5,0 Gew.-%, Mg: ≤ 5,0 Gew.-%, O: ≤ 0,1 Gew.-%, Ca: ≤ 0,1 Gew.-%, Co: ≤ 0,5 Gew.-%, Ti: ≤ 1,5 Gew.-%, Nb: ≤ 1,5 Gew.-%, W: ≤ 1,5 Gew.-%, V: ≤ 1,5 Gew.-%, Zr: ≤ 1,5 Gew.-%, C: ≤ 0,5 Gew.-%, N: ≤ 0,5 Gew.-%, B: ≤ 0,01 Gew.-%, As: ≤ 0,02 Gew.-%, Se: ≤ 0,1 Gew.-%, Summe aller Elemente aus den Seltenerdmetallen: ≤ 0,01 Gew.-%, H: ≤ 0,005.
Verfahren nach Anspruch 11 oder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Mn: 17-32 Gew.-%, Si: 4-8 Gew.-%, Cr: 3-7 Gew.-%, V + Ti + Nb: 0,05-1,0 Gew.-%, C: 0,01-0,5 Gew.-%.
Formgedächtnis-Bauteil, erhältlich mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Formgedächtnis-Bauteil nach Anspruch 14, wobei das Formgedächtnis-Bauteil eine erste Umwandlungsbewegung des Formgedächtnis-Bauteils bei Erwärmen auf eine Temperatur T1 mit As(ε-γ) ≤ T1 ≤ As(α'-γ), bevorzugt Af(ε-γ) ≤ T1 ≤ AS(α'-γ) und eine zweite Umwandlungsbewegung bei Erwärmen auf eine Temperatur T2 mit As(α'-γ) ≤ T2, bevorzugt Af(α'-γ) ≤ T2, erfolgt.
Formgedächtnis-Bauteil nach Anspruch 14 oder nach Anspruch 15, wobei das Formgedächtnis-Bauteil ein Verbindungsstück eines Teileverbunds zweier Teile ist und die erste Umwandlungsbewegung ein Aufschrumpfen auf die zwei Teile sowie die zweite Umwandlungsbewegung ein Loslösen von den zwei Teilen ist, oder das Formgedächtnis-Bauteil ein Aktor ist und die erste Umwandlungsbewegung einen ersten Aktorzustand herbeiführt und die zweite Umwandlungsbewegung einen zweiten Aktorzustand herbeiführt oder das Formgedächtnis-Bauteil eines der folgenden Bauteile ist: a) eine mechanische Feder, b) ein Dübel, c) ein Niet.