bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Simulation des Abschreckhärtens mittels Sprühkühlung – Wärmeübergang, Gefüge und Härte
Authors: Bach Fr.-W. , Schaper M. , Nürnberger F. , Krause Chr. , Broer Chr.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das Randschichthärten aus der Umformwärme ist eine Wärmebehandlung, die eine Prozesskettenverkürzung bei der Herstellung präzisionsgeschmiedeter Bauteile unter gleichzeitiger Einsparung von Energie und Zeit ermöglicht. Geeignet für diese Wärmebehandlung sind Vergütungsstähle. Als Abkühlverfahren kann eine Sprühkühlung verwendet werden, da sich mit dieser der Wärmeübergang beim Abschrecken gezielt variieren lässt. In Abhängigkeit der lokalen Abkühlgeschwindigkeit wird so ein Härtegradient in dem Werkstoff erzeugt.

Die experimentelle Prozessauslegung der Randschichthärtung aus der Umformwärme bedingt einen hohen Versuchsaufwand, sodass die Simulation der Bauteilabkühlung mit daran gekoppelter Berechnung von Gefügeumwandlungen und Härte eine Zeit- und Kostenreduzierung verspricht. Um eine solche Berechnung zu realisieren, wurden Messungen des Wärmeübergangskoeffizienten bei der Sprühkühlung durchgeführt, entwickelte Algorithmen zur Härteberechnung an der Simulation des Stirnabschreckversuches verifiziert und eine Berechnung der Randschichthärtung präzisionsgeschmiedeter Zahnräder durchgeführt.
Prüfungs- und Auswertungsmethoden des mikroskopischen Reinheitsgrades für Edelbau- und Wälzlagerstähle∗
Authors: Hénault E. , Barreira E. , Cecconi R. , Hechelski R. , Finot O. , Robat D.
Published: December 2013

Kurzfassung

Einschlüsse im Stahl beeinflussen die Gebrauchseigenschaften von Produkten. Die Lebensdauer der Teile kann wesentlich verkürzt werden, wenn Größe und Verteilung von Einschlüssen beherrscht werden können. Die Kunden der Stahlhersteller verlangen immer höhere Garantien hinsichtlich der zulässigen Dichte dieser kritischen Ungänzen. Die Überwachung der Parameter in der Stahlerzeugung hat kontinuierliche Fortschritte in der Beherrschung der Anzahl und Größe der Einschlüsse ermöglicht. Deren Anwesenheit ist jedoch unvermeidbar. Und es ist gegenwärtig nicht möglich, die gesamte Produktion mit ausreichenden Messverfahren zu analysieren, um die Dichte der unterschiedlichen Einschlusspopulationen zu bestimmen. In der vorliegen-den Arbeit wurden mehrere Charakterisierungsmethoden der Einschlusspopulation mit einem Schwerpunkt über deren Komplexität ausgearbeitet.

Der statistische Aspekt der Ergebnisse ist daher wesentlich, aber es ist sehr schwierig, die Daten durch Messungen zu erhalten. Darüber hinaus muss das Niveau der Unsicherheit der Ergebnisse berücksichtigt werden, um die Genauigkeit der Aussage über die Produktqualität zu verbessern. Die Simulation der Prüfungen an virtuellen Mustern gestattet, diese Informationen zu erhalten.
Gasabschrecken mit Luft
Authors: Ohland J. , Hoffmann F. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die gemeinhin bekannten ökologischen Vorteile und Einsparpotenziale im Fertigungsprozess durch das Gasabschrecken führten zu einer raschen Weiterentwicklung dieser Technik. Als Nachteil werden häufig die Kosten der Abschreckmedien gesehen. Gasrecycling kann diese Kosten deutlich reduzieren. Diese Systeme sind aber ebenfalls teuer und benötigen Wartungsaufwand. Zusätzlich kann die Gasrückgewinnung die Prozessdauer verlängern. Wenn möglich, wird bei industriellen Anwendungen aufgrund der relativ günstigen Kosten und seiner chemischen Inaktivität Stickstoff verwendet. Der Einsatz von Luft statt Stickstoff als Abschreckgas würde die Verbrauchskosten bei ungefähr gleicher Abschreckleistung weiter deutlich senken, da weder Gasrückgewinnungssystem noch Lagerungseinrichtungen notwendig sind. Jedoch ist Luft nicht chemisch inaktiv. Der enthaltende Sauerstoff führt zur Oxidation an der Bauteiloberfläche und damit möglicherweise zur Schädigung der Randschicht der Werkstücke bei der Abschreckung. Um ein größeres Anwendungsfeld für die Luftabschreckung zu erschließen, fehlen verallgemeinerbare Aussagen. Im folgenden Artikel werden Möglichkeiten zum Einsatz von Luft als Abschreckgas vorgestellt.
Messfehler und „Anomalien“ bei der Prozessführung von Atmosphärenöfen
Authors: Winter K.-M.
Published: December 2013

Kurzfassung

Trotz vieler unterschiedlicher Methoden in der Wärmebehand-lung von Stählen wird nach wie vor die Mehrzahl der Bauteile in Atmosphärenöfen behandelt. Anwender bevorzugen diese altbekannte Technologie wegen des einfachen Designs und der vergleichsweise geringen Kosten. Dennoch mag man überrascht sein zu erfahren, dass die Behandlungsergebnisse oft nicht so perfekt sind wie die einfache Mess- und Regeltechnik erwarten ließe. Für die Erfassung und Regelung der Gaszusammensetzung sind heute Sensoren und Messgeräte im Gebrauch, die schon seit Jahren bekannt sind; alle sind jedoch mit Eigenschaften behaftet, die zu falschen Interpretationen ihrer Messwerte führen können. Dieses vermeintliche Fehlverhalten macht es geradezu unabdingbar, etwas mehr darüber zu erfahren, wie man zu genaueren Ergebnissen kommen kann. Dieser Artikel soll dem Anwender von Atmosphärenöfen eine Hilfestellung in der Beurteilung der Messwerte unterschiedlicher Sensortypen und Messgeräte geben. Nach einer Vorstellung der gebräuchlichen Messmittel und -methoden wird die Wirkungsrichtung der systembedingten Fehler in einigen Prozessvarianten aufgezeigt.
Numerical simulation of residual stresses at the grain and sub-grain length scale using atomistic modeling∗
Authors: Rentsch R. , Brinksmeier E.
Published: December 2013

For modeling the deformation and the heat treatment related change of micro structural material properties, a crystal structure with several grains is analyzed using the molecular dynamics simulation. The generated atom arrangement has been equilibrated, sheared and tempered, and the resulting microstructures and stresses as well as their changes are presented. The shearing of the multiple grain model into the region of plastic deformation caused a significant change in its microstructure and introduced additional stress. On applying the heat treatment simulation, it was possible to show thermally induced relaxation processes in a microstructure using molecular dynamics.
Substitution of quenching oils with high risk of fire by water-based quenchants – without flames and fumes∗
Authors: Beitz T.
Published: December 2013

The practice of using large open tanks filled with oil for heat treatment can be consigned to history thanks to the development of new technology. Today FEROQUENCH, a water-based quenchant, is widely used to replace open oil quench tanks and this trend is accelerating.

Comprehensive practical experience is now available to prove that a water-based polymer quenchant with oil-like quenching properties is capable of providing excellent performance over many years of service. In many cases the conversion of an oil-quenching system is straightforward, although quenchants with a high waterconcentration always require good agitation due to the lower boiling temperature of these fluids compared with oil.

The quenching properties of water-based polymer quenchants are much more influenced by the bath-temperature than those of oils. Therefore the temperature has to be controlled to reach constant and homogenous cooling properties.

The paper details properties of water-based quenchants together with application parameters and examples of working systems.
Residual stress and heat treatment – process design for bending fatigue strength improvement of carburized aerospace gears∗
Authors: Ferguson B. L. , Freborg A. M. , Li Zhichao
Published: December 2013

It is well established that carburization of low alloy steels promotes compressive residual surface stress upon quenching, and that compressive surface stresses enhance fatigue life. In an effort to build on these established facts, a project is in-progress to improve helicopter gear fatigue life the application of intensive quenching to achieve deeper compressive surface stress. Under US Army Sponsorship, DCT has demonstrated the feasibility of improving the bending fatigue life of Pyrowear 53 steel gears by achieving deeper compressive residual stress in carburized and quench hardened parts. Computer simulations of the conventional heat treatment practice and an intensive quenching process were conducted to analyze these heat treating processes in terms of metallurgical response and residual stress development. The timing and location of phase transformations during the quenching process was found to be critical to achieving the optimum residual stress state for service life. Beginning with simple notched bar coupons and progressing to full test gears, the physical bending fatigue results for these heat treated components are discussed in relation to the combined heat treatment residual and gear loading stresses from the computer simulations.
Kontinuierliche Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagramme der Aluminiumlegierungen EN AW-7020 und EN AW-7050∗
Authors: von Bargen R. , Keßler O. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Ausscheidungshärten ist einer der wichtigsten Prozesse, um die Festigkeit von Aluminiumlegierungen zu steigern. Es besteht aus den Schritten Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern. Für die Bestimmung der optimalen Abschreckparameter sowie für Wärmebehandlungssimulationen ist es wichtig, das temperatur- und zeitabhängige Ausscheidungsverhalten bei kontinuierlicher Abkühlung zu kennen. Bisher existieren aber nahezu keine kontinuierlichen Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagramme für Aluminiumlegierungen. Die stattdessen verwendeten isothermischen Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagramme oder vorgegebene mittlere Abschreckraten erlauben zwar eine Abschätzung der Abschreckprozesse, aber sie liefern keine zufriedenstellenden Ergebnisse für Härtereien oder Wärmebehandlungssimulationen.

Die thermische Analyse, insbesondere die Differential Power Scanning Calorimetry (DPSC), stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Messung von kontinuierlichen Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagrammen dar, falls das DPSC-Gerät die erforderlichen Abschreckgeschwindigkeiten erreichen kann. Für die Aluminiumlegierungen EN AW-7020 (EN AW-AlZn4,5Mg1) und EN AW-7050 (EN AW-AlZn6CuMgZr) konnten kontinuierliche Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagramme aufgestellt werden. Bei EN AW-7020 konnte eine kritische Abkühlgeschwindigkeit von 155 K/min ermittelt werden, oberhalb welcher keine Ausscheidungen beim Abkühlen mehr gebildet werden. Des Weiteren wurden zur Charakterisierung Härteprüfungen, metallographische Analysen mittels Licht- und Transmissionselektronenmikroskop und Wiedererwärmversuche in der DPSC durchgeführt. Hierbei konnte eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse mit den kontinuierlichen Zeit-Temperatur-Ausscheidungs-Diagrammen festgestellt werden.
Investigation of distortion behaviour of machine components due to carburizing and quenching∗
Authors: Jurči P. , Stolař P. , Št'astný P. , Podkovičák J. , Altena H.
Published: December 2013

Machine components (gear wheels and pinions) made from low-carbon structural steels were gas or low pressure carburized to a standard case depth of 0.7 mm, nitrogen gas- or oil-quenched and tempered to a resulting surface hardness of 60 HRC. The dimensional (shrinkage, growth) and shape distortion (out-of-roundness, out-of-flatness, teething deviations in transversal as well as longitudinal direction), caused by these treatment methods were measured. Also the positional effect in the test batch on the distortion and core hardness was assessed, in order to establish a relationship between these parameters and to find a possibility to optimize the process in future. Finally, the distortion was correlated to the core hardness as well as the case-hardening-depths and the relationship between hardness and distortion was established.
Erweiterte Verzugsanalyse am Beispiel von Wälzlagerringen*
Authors: Surm H. , Frerichs F. , Hoffmann F. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Der grundlegende Ansatz, den Verzug von Bauteilen als eine Systemeigenschaft aufzufassen, setzt sich im wissenschaftlichen, aber auch im industriellen Kontext immer mehr durch. Der im Jahr 2001 eingerichtete Sonderforschungsbereich „Distortion Engineering – Verzugsbeherrschung in der Fertigung“ hat diesen Ansatz aufgegriffen und beschäftigt sich mit der Bestimmung signifikanter Einflussgrößen und Wechselwirkungen über die gesamte Fertigungskette von ausgewählten Bauteilen, um die wesentlichen Mechanismen der Verzugsentstehung zu identifizieren. In diesem Zusammenhang kommt der bauteilspezifischen Beschreibung des Verzuges für eine erfolgreiche Lösung der Verzugsproblematik eine wesentliche Bedeutung zu.

Im Bereich der Wälzlagertechnik ist eine entscheidende Kenngröße die Rundheitsabweichung der Laufbahnen. Zur Analyse der Verzüge ist diese Größe allerdings nur bedingt geeignet, da sie keine Informationen zur Form des Verzuges liefert. Deshalb wird in der Literatur zur Verzugsbeschreibung die Fourieranalyse eingesetzt, die es ermöglicht, die Rundheitsabweichungen in ihre jeweilige Erscheinungsform, wie z.B. Ovalität oder Dreieckigkeit, aufzuschlüsseln. Zudem ist es über diese Analyse möglich, den Verzug zusätzlich zur Angabe eines Betrages noch mit einer Richtung in den verschiedenen Erscheinungsformen zu beschreiben.

In diesem Beitrag sollen die Möglichkeiten der Fourieranalyse zur Verzugsbeschreibung am Beispiel eines Kegelrollenlageraußenringes vorgestellt werden. Neben den grundsätzlichen Aspekten der Fourieranalyse wird eine neue Darstellungsform zur Verzugsanalyse in der komplexen Zahlenebene eingeführt, die sowohl den Betrag als auch die Richtung des Verzuges veranschaulicht.
Kombinierte thermische und mechanische Festwalzbehandlungen von gehärtetem und vergütetem Stahl Ck 45*
Authors: Cherif A. , Scholtes B.
Published: December 2013

Kurzfassung

Es werden die Auswirkungen kombinierter thermischer und mechanischer Festwalzbehandlungen am Beispiel des Werkstoffs Ck 45 in unterschiedlichen Wärmebehandlungszuständen studiert. Dabei handelt es sich um das Festwalzen bei erhöhten Temperaturen sowie um eine an die Festwalzbehandlung angeschlossene Auslagerungsbehandlung. In beiden Fällen werden im Vergleich mit konventionellen Festwalzbehandlungen Steigerungen der Schwingfestigkeit beobachtet. Ein besonderes Augenmerk wird auf die erzeugten randnahen Eigenspannungszustände sowie Mikrostrukturen und ihre Stabilität bei Ermüdungsbeanspruchung gelegt. Die versagensrelevanten oberflächennahen Werkstoffzustände werden durch die Tiefenverläufe von Eigenspannungen, Interferenzlinienhalbwertsbreiten und die Härte charakterisiert.
Dry bainitizing – a new process for bainitic microstructures
Authors: Heuer V. , Löser K. , Ruppel J.
Published: December 2013

Bainitizing is used in today's industry when high toughness of steel components is required in combination with high hardness values. Compared to martensite, the main advantages of bainite are the higher toughness and the high level of compressive stresses on the surface of the components. Additionally, the distortion values after bainitizing are lower in most cases since smaller thermal and phase transformation stresses are generated. Currently applied technology uses a salt bath as quenching medium. The components are held at a temperature between 500 °C and the martensite start temperature. This technology is however often problematic since the salt can be environmentally hazardous, parts need to be washed after quenching and an integration into the production line is often very difficult. Therefore a Dry Bainitizing process (DryBainTM) was developed. By using this new quenching process, the parts are not quenched in a liquid media but by using a high pressure gas stream. To avoid the formation of perlite the components are quenched rapidly. This is ensured by a high heat transfer coefficient, which is achieved by applying high gas velocities and high gas pressures. Furthermore it must be ensured that no section of the components falls below bainitizing temperature so that no martensite formation takes place. To achieve this, the quench cell is pre-heated before quenching and the temperature of the gas stream is kept at bainitizing temperature during the whole quenching process. The industrial furnace equpiment for the DryBainTM process is presented in this paper and an example of practical application is given.
Kurzzeit-Korrosionsprüfung von Schneidwaren auf Basis der Erfassung und Bewertung elektrochemischer Rauschsignale
Authors: Heyn A. , Goebel M.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Korrosionsbeständigkeit von Schneidwaren wird derzeit noch in einem zyklischen Auslagerungsversuch mit anschließender visueller Bewertung geprüft. Neben der langen Versuchsdauer und unspezifischen Prüfung kommt es teilweise auch zu falschen Prüfaussagen. Durch die Anwendung und Weiterentwicklung einer elektrochemischen Untersuchungsmethodik, die speziell den Beginn von Lochkorrosion in sehr kurzer Zeit detektiert, steht ein neues Kurzzeit-Korrosionsprüfverfahren zur Verfügung, das gegenüber den bisherigen Prüfverfahren erhebliche Vorteile bietet.
Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der thermischen Elektronenstrahl-Randschichtbehandlung von Aluminium-Legierungen
Authors: Zenker R. , Buchwalder A. , Klemm M.
Published: December 2013

Kurzfassung

Der Elektronenstrahl (EB) ist ein ausgezeichnet geeignetes Werkzeug für die Flüssigphasen-Randschichtbehandlung von Al-Werkstoffen. Unter Nutzung einer hochfrequenten 3-D-Strahlablenkung lassen sich riss- und (nahezu) porenfreie Randschichten mit Umwandlungstiefen bis zu 8 mm mit neuartigen Struktur-/Gefüge-/Eigenschaftskomplexen einstellen. Am Beispiel der Al-Gusslegierung AlSi10Mg und den sprühkompaktierten Al-Werkstoffen AlSi35 und AlSi20CuFe wurden die Prozesse EB-Umschmelzen (EBU) und -umschmelzlegieren (EBUL) untersucht. Für das EBUL kamen vordeponierte Ni-, Cu- und Co-Basis-Zusatzstoffe zum Einsatz. Es wird gezeigt, dass sich bei Anwendung der EB-Flüssigphasen-Mehrspot-Technologien (Mehrbahn, Mäander) bzw. einer erstmals realisierten EB-Mehrprozess-Technik (Reinigen/Verdichten – Umschmelzlegieren – Homogenisieren/Glätten) maximale Härtesteigerungen bis auf das 6-fache, Erhöhungen der Ritzenergiedichte auf das 3-…5-fache und Verbesserungen der Reibungs- und Verschleißkennwerte, insbesondere der Verschleißrate k, um einen Faktor von max. 10…(25) erzielen lassen.
Partial laser and gas nitriding of titanium components
Authors: Schütz A. , Müller D. , Reichert P. , Glatzel U.
Published: December 2013

Gas nitriding and laser gas nitriding processes were studied to produce thick and well adhering nitride layers on titanium alloys. A multitude of process parameters have been varied for the nitriding of Ti-6Al-4V substrates. The nitride layers were investigated with optical and electron microscopy, micro hardness testing and glow discharge optical emission spectroscopy. Gas nitriding resulted in strongly adherent nitride layers of up to 5 µm in thickness. Laser gas nitriding with high laser output resulted in very thick (> 500 µm) nitride layers with excellent surface adhesion. A partial melting of the surface during the process altered the surface contour; hence, a reshaping of the component may be necessary. A melting of the substrate surface was avoided through laser gas nitriding with low laser output and additional cooling. However, the up to 100 µm thick nitride layers showed cracks at the interfaces to the substrate.
Wear of diffusion hardened Ti-6Al-4V sliding against alumina
Authors: Stratton P. F. , Graf M.
Published: December 2013

A previous study to test the wear of diffusion hardened titanium Ti-6Al-4V sliding against tool steel, particularly under highly loaded lubricated conditions, was inconclusive: firstly because of pick up and secondly because the tool steel disk tended to wear more than the titanium pin. The treatment that performed best in these tests – carbon monoxide diffusion – was selected for further testing using an alumina disk. It was found that the wear rate of titanium treated by carbon monoxide diffusion against alumina depends on the morphology of the ceramic surface layer. A more porous layer wore less in lubricated conditions, but more in dry conditions. Treated titanium wore about an order of magnitude less than carburised steel in dry conditions but about the same in lubricated conditions.
Schwingfestigkeit schwefellegierter, sprühkompaktierter Stähle*
Authors: Schumacher J. , Bomas H. , Kuntz M. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Kombination von Mangan und Schwefel im Stahl führt zur Bildung von Mangansulfiden. Diese Einschlüsse werden bei der Umformung in Walzrichtung gestreckt und mindern bei Belastungen quer zur Walzrichtung die Schwingfestigkeit. Um optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen, sollte der Schwefelgehalt im Stahl so klein sein, dass er die Ermüdungsrissbildung nicht beeinflusst. Auf der anderen Seite wird die Zerspanbarkeit bereits durch geringe Mengen an Schwefel verbessert. Die Spanform wird positiv beeinflusst und der Werkzeugverschleiß verringert. Sprühkompaktieren bietet die Möglichkeit, schwefellegierte Stähle mit verbesserter Zerspanbarkeit herzustellen, bei denen die mechanischen Eigenschaften nur geringfügig verschlechtert werden. Die schnelle Abkühlung während der Erstarrungsphase führt zur Bildung kleiner Mangansulfideinschlüsse, die sich im Vergleich zu großen Sulfiden weniger schädlich auf die Dauerfestigkeit auswirken. Bei den in diesem Vorhaben untersuchten Stählen wurden die Dauerfestigkeiten bei Belastungen längs zur Walzrichtung durch die Schwefelzugabe nicht negativ beeinflusst. Bei den senkrecht zur Walzrichtung belasteten Querproben hingegen lag bei allen, bis auf einer besonders kalt gesprühten Variante, bei generell niedrigerer Dauerfestigkeit der Rissausgang an Mangansulfiden. Im Vergleich zu konventionell hergestellten, schwefelarmen Stählen führte die Schwefelzugabe nur bei einem Teil der Stähle zu einer Verbesserung der Zerspanbarkeit.
Metal dusting of high temperature Cr-Ni steels and Ni-base alloys
Authors: Mehner A. , Hoja T. , Hoffmann F. , Zoch H.-W. , Kleingries M. , Ackermann H. , Köhne H. , Lucka K.
Published: December 2013

Metal dusting (MD) is a special kind of high temperature corrosion leading to a disintegration of steels and Ni-base alloys into a dust of metal particles, oxides, carbides and carbon under formation of pits or in form of a general overall attack of the surface. It occurs at temperatures from 450 °C to 800 °C in carburizing atmospheres or, more commonly, in carburizing and selectively oxidizing atmospheres. MD is a widespread problem in the industry, particular in all kinds of furnaces and reforming units. Nowadays, the life time of some components in case hardening furnaces is limited to approx. 1.5 years due to MD attack. For economic reasons life times above 3 years are aspired. Only a few scientific publications focused on a quantitative characterization of the MD resistivity of typical high temperature steels and Ni-base alloys used for case hardening furnaces. Thus, the manufacturers of case hardening furnaces had to rely on the data sheets of the suppliers of the steel and Ni-alloys. Therefore, a MD test facility was developed and constructed which allows simulating the typical conditions in case hardening furnaces in order to quantify the MD behavior of several high temperature steels and Ni-base alloys. The MD results of these alloys were compared with industrial damage events. Additionally, the MD mechanisms of steels and Ni-base alloys were examined by microprobe analysis.
Mikrostrukturelle Untersuchungen an randschichthärtbarem Stahl Cf53*
Authors: Krause Ch. , Springer R. , Biasutti F. , Gershteyn G. , Bach Fr.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Der Stahl Cf53 (Werkstoffnummer 1.1213) wird für verschiedene Getriebebauteile, wie z.B. Wellen oder Zahnräder, zum induktiven Randschichthärten eingesetzt. Der Werkstoff zeichnet sich durch eine geringe Anzahl an Legierungselementen und ein gutmütiges Verhalten bezüglich der zu erwartenden Eigenspannung während der Wärmebehandlung und damit durch eine geringe Härterissneigung aus. Im Rah-men von Untersuchungen zum Umwandlungsverhalten dieses Stahlwerkstoffes mit der induktiven Randschichthärtung sind Inhomogenitäten in der Mikrostruktur aufgetreten, deren Analyse den Inhalt der hier vorgestellten Arbeit darstellt. In dieser Studie wurde neben der optischen Mikroskopie die Transmissionselektronenmikroskopie zur Mikrostrukturanalyse verwendet. Es konnten die martensitischen Bereiche und die defekten Bereiche identifiziert und analysiert werden.
Die Bedeutung der t10/7-Zeit für die Wärmebehandlung hochlegierter Stähle
Authors: Berns H.
Published: December 2013

Kurzfassung

Beim Härten niedriglegierter Stähle entscheidet die Dauer der Abkühlung zwischen 800 °C und 500 °C, d.h. die t8/5-Zeit über die Vermeidung von Perlit und damit über die Auf- und Einhärtung. Hochlegierte Stähle bringen eine vergleichsweise hohe Härtbarkeit mit, erleiden aber durch Ausscheidungen im Bereich von 1000 °C bis 700 °C Eigenschaftseinbußen. Anhand von Beispielen wird gezeigt, dass mit zunehmender t10/7-Zeit Härte, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt werden können, letztere auch in austenitischen oder ferritischen Stählen.
Verzugsarme Wärmebehandlung niedriglegierter Werkzeugstähle
Authors: Zoch H.-W. , Lübben Th.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Beherrschung des Verzugsverhaltens bei der Fertigung metallischer Bauteile stellt eine lang währende Herausforderung dar, der sich zahlreiche Forscher gestellt haben. Erzielte Erfolge beschränkten sich jedoch stets auf Teilbereiche des Problems, eine geschlossene Lösung war aufgrund der Komplexität bisher verwehrt. Der im Jahr 2001 begonnene DFG-Sonderforschungsbereich „Distortion Engineering“ widmet sich in einem neuen, ganzheitlichen Ansatz dieser Aufgabenstellung am Beispiel weniger Modellbauteile, die eingehend und mechanismenorientiert über die gesamte Fertigungskette untersucht werden.

Für das Modellbauteil “Ring” aus 100Cr6 werden Teilaspekte der Verzugsbetrachtung, hier für die Einflussgrößen Geometrie, e Erwärmen zum Austenitisieren und Abschrecken, näher beleuchtet.
Feinkornbeständigkeit von Bauteilen aus dem mikrolegierten Werkstoff 18CrNiMo7-6 in Abhängigkeit der Prozesskette
Authors: Clausen B. , Konovalov S. , Hoffmann F. , Prahl U. , Zoch H.-W. , Bleck W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Steigerung der Aufkohlungstemperatur ist die effizienteste Möglichkeit, um die Wirtschaftlichkeit von Einsatzhärtungsprozessen zu steigern. Begrenzende Faktoren sind die Feinkornbeständigkeit, der verfügbaren Stähle, die Kriechfestigkeit der Bauteile und die Beständigkeit von Ofenbauteilen. Die Feinkornbeständigkeit ist nicht nur durch die Legierung der Stähle festgelegt. Die gesamte Produktionskette bestimmt Größe und Verteilung von Ausscheidungen und somit maßgeblich die Wirksamkeit der vorliegenden Legierungselemente. In dem zugrundeliegenden Forschungsvorhaben (AiF 14841) wurden verschiedene Prozessketten für die Stähle 18CrNiMo7-6, 20CrMo5 und 25MoCr4 untersucht. Diese Veröffentlichung beschränkt sich zunächst auf die Darstellung der Ergebnisse für den Werkstoff 18CrNiMo7-6. Weitere Veröffentlichungen aus dem Vorhaben heraus werden folgen.
The bending fatigue strength of gears in isotropic 20NiMo10 steel in as-machined, single-peened and double-peened condition
Authors: Temmel C. , Karlsson B.
Published: December 2013

The bending fatigue strength of case-hardened pulsator test gear wheels has been investigated for wheels in fatigue isotropic 20NiMo10 (Ovako 158Q) steel. The pulsator gears where either in un-peened (but shot-cleaned), single shotpeened or double shot-peened condition. Single shot peening increased the bending fatigue strength of the gears by some 11 per cent as compared with the un-peened. Double shotpeening was not successful and did not result in any further increase of bending fatigue strength. That was explained with wrongly chosen parameters of the second shot peening moment and therewith over-peening of the component. That second moment was a trial and had never been tested before. 20NiMo10 can be used on current production lines and can be case-hardened in current production furnaces. If availability of the steel is guaranteed, 20NiMo10 has the potential to replace current production material.
Schnelle Modelle zur Simulation der Gefügeevolution beim Ringwalzen*
Authors: von Hehl A. , Hirt G.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das thermomechanische Behandlungsverfahren (TMB), welches durch den Verzicht auf eine separate Wärmebehandlung hohe Potenziale zur Einsparung von Energie- und Prozesskosten bietet, hat sich im Bereich der Ringherstellung bislang kaum etablieren können. Die Ursache für den geringen Entwicklungsstand lässt sich auf das für das Ringwalzen typische, stark instationäre und damit äußerst komplexe Prozessverhalten zurückführen. Diese Besonderheit bringt selbst moderne, auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) arbeitende Simulatoren an ihre Leistungsgrenzen. Durch die inakzeptabel langen Rechenzeiten scheidet die FEM daher zur Simulation der Gefügeevolution als Grundlage zur Entwicklung thermomechanischer Behandlungsstrategien für den Ringherstellprozess aus.

Im Rahmen des vorgestellten Forschungsvorhabens wurde deshalb ein weitestgehend analytisch und somit schnell rechnendes Simulationsmodell entwickelt. Zur globalen Simulationssteuerung wurde ein verbreiteter, kommerzieller Prozesssimulator in die Modellarchitektur eingebunden, zur Berechnung der Temperaturverteilung im Ringquerschnitt ein auf Grundlage der Finite-Differenzen-Methode (FDM) arbeitendes thermisches Teilmodell. Zusätzlich war die Entwicklung der analytisch rechnenden Teilmodelle, wie des mechanischen Modells sowie des Material- und des Gefügemodells, notwendig. Anhand eines Fallbeispiels konnte gezeigt werden, dass sich die lokale Gefügeevolution mit dem gekoppelten Gesamtmodell schnell und mit hinreichender Genauigkeit simulieren lässt. Es ließ sich außerdem veranschaulichen, wie sich mit dem Modell thermomechanische Behandlungsstrategien ableiten lassen.
Microstructural and surface residual stress development during low-temperature gaseous nitriding of Fe-3.07at.%Mo alloy
Authors: Selg H. , Bischoff E. , Schacherl R. , Schwarzer J. , Mittemeijer E. J.
Published: December 2013

Fe-3.07at.%Mo alloy specimens were nitrided at 480 °C in a NH3/H2 gas mixture applying a nitriding potential of 0.25 atm−1/2. Selected area electron diffraction patterns (SADPs) of the nitrided zone showed continuous streaking in <100>α-Fe directions, which indicates the presence of fine, nano-sized precipitate platelets, with a coherent interface parallel to the {100} planes of the ferrite (a) matrix. The X-ray diffractograms, recorded from the specimen surface, showed an asymmetric broadening of the ferrite-matrix reflections which was especially pronounced for the (200) reflections, which hints at a tetragonal distortion of the (microstressed) ferrite matrix surrounding the precipitates. These misfitting, nano-sized precipitates cause a relatively high hardness as well as a compressive residual macrostress parallel to the surface in the nitrided zone adjacent to the surface: 900HV0.05 and 1100MPa, respectively.
Ideally weak nitriding kinetics during gaseous nitriding of Fe-2at.%Si alloy
Authors: Meka S. , Schacherl R. , Bischoff E. , Mittemeijer E. J.
Published: December 2013

Fe-2.03at.%Si alloy was internally nitrided, employing NH3/H2 gas mixtures at 580 °C using a nitriding potential (rN) of 0.104 atm−1/2. The nitrided specimens were primarily characterized by light microscopy, scanning electron microscopy and hardness measurements. Surprisingly, and for the first time, an ideally weak nitriding interaction, which is usually observed, for alloying element nitrides which are difficult to precipitate, upon nitriding only thin (about 0.1–0.3 mm thick) Fe-Me alloy specimens, was observed here upon nitriding thick (1 mm) recrystallised Fe-2.03at.%Si alloy specimens. This phenomenon can be attributed to a very large incubation time and very slow kinetics for the precipitation of (amorphous) silicon nitride. Further, an unusual hardness change with increasing nitriding time and a nitrogen-uptake rate increasing with nitriding time were observed. The hardness of the nitrided specimen first increased with increasing nitriding time up to 30h and then decreased until 165h and thereafter increased again. The occurrence of the first peak in the hardness versus nitriding time profile (at about 30h) was ascribed to the development of a metastable, precursory form of silicon nitride.
Nitrocarburising in ammonia-hydrocarbon gas mixtures
Authors: Pedersen H. , Christiansen T. L. , Somers M. A. J.
Published: December 2013

The present work investigates the possibility of nitrocarburising in ammonia-acetylene-hydrogen and ammonia-propene-hydrogen gas mixtures, where unsaturated hydrocarbon gas is the carbon source during nitrocarburising. Consequently, nitrocarburising is carried out in a reducing atmosphere and straightforward control of the carburising and nitriding potentials is in principle possible. The nitrocarburising response of unalloyed (ARMCO) Fe was investigated in a thermobalance during controlled nitrocarburising at 580°C. The “cases” obtained on nitrocarburised iron were characterized by reflected light microscopy and X-ray diffraction analysis. It is shown that the use of unsaturated hydrocarbon gas in nitrocarburising processes is a viable alternative to traditional nitrocarburising methods.
Sensorkontrolliertes Gasoxinitrieren von Warmarbeitsstählen mit Ammoniak-Wasser-Gemischen
Authors: Lippmann N. , Kizil Ü. , Öklü B.
Published: December 2013

Kurzfassung

Düsenkörper in höchstbelasteten Dieseleinspritzsystemen werden stetig steigenden Applikationstemperaturen ausgesetzt, denen die bisher verwendeten einsatzgehärteten Bauteile nicht mehr gerecht wurden. Um diesen Beanspruchungen zu begegnen, wurden Düsenkörper aus nitriertem Warmarbeitsstahl entwickelt, die bei Temperaturen bis zu 450°C belastet werden können.

Wegen der starken Passivierungsneigung des Warmarbeitsstahls und wegen des Vorprozesses mit elektrochemischem Abtragen musste ein Gasoxinitrierprozess angewendet werden. Die Kontrolle des Oxidationspotenzials im verwendeten Ammoniak-Wassergemisch erfolgt dabei durch eine Sauerstoffsonde. Mittels eines Wasserstoffsensors kann das Nitrierpotenzial geregelt werden, sodass auch eingeschränkte Verbindungsschichtdicken realisiert werden können.
Controlled nitriding and nitrocarburizing – state of the art
Authors: Winter K.-M. , Hoja S. , Klümper-Westkamp H.
Published: December 2013

The process of gaseous nitriding is considered to be fully controllable by temperature and the nitriding potential. Most of the commercially used control systems are based on the Lehrer Diagram showing the relation between nitrogen-iron phases, temperature and the partial pressure ratio of ammonia and hydrogen. This is also reflected in the measuring equipment used to determine the nitriding potential. Lehrer's phase diagram was created out of the reactions between set gas mixtures of ammonia and hydrogen and pure iron powder. In industrial nitriding cycles, dealing with real materials and real parts, the results often do not match the expectations. This paper will try to explain the parameters that have to be taken into account and how to measure, set and control the nitriding and carburizing potentials by giving an overview of the available equipment.
Plasmanitrieren von Aluminiumlegierungen
Authors: Dalke A. , Spies H.-J. , Biermann H.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das Nitrieren von Aluminium-Werkstoffen führt zur Bildung einer harten Aluminiumnitrid(AlN)-Schicht. Jedoch ist die Tragfähigkeit der Nitridschicht aufgrund der Eigenschaftsunterschiede zwischen der sehr harten AlN-Schicht und dem weichen Al-Substrat stark begrenzt. Um nitrierte Al-Legierungen auch für Beanspruchungen mit hohen Flächenlasten nutzbar zu machen, sind zusätzliche Maßnahmen zur Abstützung notwendig. Elektronenstrahl-Flüssigphasenprozesse ohne oder mit Zusatzstoff ermöglichen insbesondere für Al-Werkstoffe durch die Modifizierung der chemischen Zusammensetzung des randschichtnahen Gefüges die Erzeugung verschleiß- und ermüdungsbeständiger Randschichten für größere Flächenlasten.
Plasmanitrieren von sprühkompaktierten Al-Legierungen*
Authors: Buchwalder A. , Spies H.-J. , Zenker R. , Dalke A. , Krug P.
Published: December 2013

Kurzfassung

Auf dem Gebiet des Plasmanitrierens von Al-Knet-bzw. Gusslegierungen wurden in den letzten Jahren beachtliche Fortschritte erzielt. Das Nitrierverhalten wird in entscheidendem Maße von den Legierungselementen bestimmt. Für Al-Knet-bzw. Gusslegierungen ist bekannt, dass Mg-Anteile das Nitridschichtwachstum befördern, wogegen es durch höhere Si-Konzentrationen gehemmt wird. Sprühkompaktierte Al-Si-Legierungen weisen, bedingt durch den speziellen Herstellungsprozess, typischerweise hohe Si-Gehalte (15…35%) zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit sowie für eine gute Warmfestigkeit hohe Anteile an Fe, Ni, Co u. a. auf. Erstmalig durchgeführte Untersuchungen zum Plasmanitrieren derartiger Werkstoffe ergaben in Abhängigkeit von den Nitrierparametern rissfreie AlN-Schichten mit einer Dicke von bis zu 6 μm. Diese ausgezeichnete Nitrierbarkeit, trotz hoher Si-Gehalte, ist offensichtlich auf die werkstofftypischen ausschließlich primär erstarrten, fein verteilten, kleinen (2…5 μm) Si-Ausscheidungen zurückzuführen. Es wurden verschiedene Legierungszusammensetzungen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Schichtausbildung und -eigenschaften (Härte, Verschleiß) untersucht. Durch den sprunghaften Wechsel der Eigenschaften von sehr hart (AlN-Schicht) zu weich (Al-Grundwerkstoff) ist die Tragfähigkeit der Nitridschicht im Belastungsfall eingeschränkt. Aus diesem Grund wurden die Möglichkeiten und Grenzen einer Nachbehandlung (Aushärtung) untersucht.
Bestimmung der Warmhärte von metallischen und keramischen Hochtemperaturwerkstoffen*
Authors: Klemm H. , Nake K. , Bales A.
Published: December 2013

Kurzfassung

Eine neue Prüfanlage zum Messen der Härte bei hohen Temperaturen wird vorgestellt. Sie ermöglicht es, die Härte (Vickers- und Knoophärte) im Temperaturbereich von 300–1500 °C im Vakuum zu bestimmen. Die Härtetests werden mit Diamantprüfkörpern und Prüfkräften im Bereich von 9,81 N bis 294,30 N auf einer polierten Probenoberfläche bei der entsprechenden Testtemperatur durchgeführt. Die Auswertung der Härteeindrücke erfolgt nach dem Abkühlen der Proben mit einem Lichtmikroskop.

Mithilfe der Temperaturabhängigkeit der Härte verschiedener metallischer und keramischer Materialien werden Potenzial und Grenzen dieser Prüfmethode dargestellt. Es wird gezeigt, dass mit der Bestimmung der Warmhärte ein sehr nützliches Instrument für die Entwicklung metallischer und keramischer Hochtemperaturmaterialien zur Verfügung steht.
Optimised press-hardening process using spray cooling – process integrated heat treatment of 22MnB5 sheet metal
Authors: Diekamp M. , Hübner S. , Nürnberger F. , Schaper M. , Behrens B.-A. , Bach Fr.-W.
Published: December 2013

Press-hardening is a comparatively time consuming forming process since both forming as well as quenching is performed in the die tool. In order to accelerate this process, an alternative cooling strategy is considered which is based on spray cooling outside the die tool. The object of our investigation is 22MnB5 material. Quenching tests show that sufficient cooling rates greater than 50 K/s can be obtained by means of water-air spray cooling using two-component nozzles. The strength values and fracture strains realised here correspond to the mechanical properties attainable during press-hardening. Furthermore, a plant design is presented which is suitable for cooling vehicle body parts such as tunnels in order to reduce the turnaround time by means of prematurely removing the components from the die-forming tool and subsequently cooling in a spray field.
Untersuchung alternativer Erwärmungsverfahren für den Presshärteprozess
Authors: Marten T. , Niewel J. , Tröster T.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Platinenerwärmung ist ein wesentlicher Teil der Prozesskette des Warmformens, die neben der zu erreichenden Bauteilqualität noch wesentlich die Prozesskosten beeinflusst. Stand der Technik ist die Strahlungserwärmung in Rollenherdöfen. Diese Öfen ermöglichen eine gleichmäßige, aber langsame Erwärmung, sodass ein vergleichsweise hoher Platzbedarf besteht. Als Folge dessen rücken alternative Erwärmungstechnologien in den Fokus aktueller Forschungsarbeiten, u. a. die Widerstandserwärmung [1], die Wirbelbetterwärmung [2] und die Erwärmung durch Induktion [3]. Diese Erwärmungsmethoden zeichnen sich durch eine im Vergleich zum Rollenherdofen deutlich schnellere Erwärmung der Platine aus, was auf unterschiedlichen Wärmeerzeugungs- und Wärmeübertragungsmechanismen beruht, die bei den vorgestellten Technologien deutlich effektiver sind als die Erwärmung durch Strahlung und Konvektion im Rollenherdofen. Dieser Beitrag stellt Ergebnisse der induktiven Erwärmung und der Wirbelbetterwärmung des Warmformstahls 22MnB5 vor.
Modeling the relationship between hardness and spray cooling parameters for pinion shafts using a neuro-fuzzy model strategy
Authors: Yu Zhuo , Kuznietsov Kostiantyn , Mozgova Iryna , Böhm Vera , Gretzki Thorsten , Nürnberger Florian , Schaper Mirko , Reimche habil-Wilfried
Published: December 2013

The production of pinion shafts having a predefined hardness distribution faces the challenge of analytically describing the relationship between pinion shafts hardness and spray cooling parameters. The present work attempts to establish this type of mutual relationship based on radial basis function (RBF) neural networks regarding precision forged and spray-cooled pinion shafts. A method for increasing the ability of generalising RBF-Networks via fuzzy inputs is discussed. The results indicate that the relationship between the pinion shaft's hardness and spray cooling has been obtained by using the proposed network. The optimum process parameters can be selected to achieve the desired hardness profile on the basis of the predicted results.
Tribologische Betrachtung moderner Chargiergestelle*
Authors: Gilbert Maria , Eder Robert , Uhlig Volker , Trimis Dimosthenis
Published: December 2013

Kurzfassung

Bei der Beschickung von Chargiergestellen sowie deren Gebrauch in Wärmebehandlungsanlagen kommt es zu Relativbewegungen zwischen dem Gestell und dem behandelten Gut. Verhindern die im System wirkenden Haftreibungskräfte Gleitvorgänge, kann es bei hohen Temperaturen zu Bauteilverzug kommen. Die Auswirkungen einer Substitution herkömmlicher Edelstahlgussgestelle durch Gestelle auf Kohlenstoffbasis werden aus tribologischer Sicht untersucht. Während Metallpaarungen bei Temperaturen über 600 °C einen starken Anstieg der Reibwerte zeigen, werden oberhalb der genannten Temperatur bei den Tribosystemen 100Cr6/CFC und 100Cr6/Graphit niedrigere Reibwerte um 0,4 ermittelt. Alle bisherigen Ergebnisse lassen darauf schließen, dass der Ersatz herkömmlicher Stahlgestelle durch CFC-Gestelle nicht nur im Hinblick auf Festigkeit, Thermoschockbeständigkeit, Erwärm-/Abkühldauern und Transportaufwand Vorteile bringt, sondern auch der Gefahr des Verzuges behandelter Bauteile entgegenwirkt.
Influence of different deep cryogenic treatment routes on the properties of high speed steel
Authors: Pellizzari M. , Caliskanoglu D. , Fernández A. , Barbero J. I. , Pena B , Uemit T. , Sanz R. Pizarro , Eguizabal R. Elvira , Alava L. A.
Published: December 2013

An intensive research work was carried out in the frame of a RFCS (Research Found for Coal and Steel) project, to investigate the influence of different deep cryogenic treatments (DCT) on hardness, strength, toughness and wear resistance of AISI M2. Short and a long classical DCT, providing the soaking at temperature close to the boiling point of liquid nitrogen (−196 °C) for 6 h and 20 h, respectively, were carried out prior to and after tempering. Furthermore, a third short DC route, providing temperature cycling between RT and low temperature was also considered. Care was taken to avoid stabilization of retained austenite or self tempering due to wait at room temperature prior to DCT and/or tempering. All treatments were calibrated to get 840 HV 10, in order to compare the properties of steel with the same reference hardness. DCT does not allow the complete transformation of retained austenite in the investigated high speed steel, due to the stabilizing effect of alloying elements. Tempering is necessary to completely transform this phase and to allow proper secondary hardening. If carried out after quenching, DCT shifts the secondary hardness peak to lower temperature, evidencing the need to adjust the tempering parameters to avoid overtempering. The microstructure didn't show any significant influence of DCT in terms of carbides distribution, due to the conditioning of martensite at low temperature. The same can be also concluded for the other properties (toughness, tensile strength and wear resistance), which are practically the same for samples having the same hardness.
Einfluss der Oberflächenfertigung und des Nitrierens auf den Eigenspannungszustand des warmfesten Stahls X38CrMoV5-3
Authors: Hoja S. , Klümper-Westkamp H. , Epp J. , Hoffmann F. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Um den hohen Beanspruchungen bei der Warmmassivumformung zu begegnen, werden die Oberflächen und Randbereiche der eingesetzten Werkzeuge nitriert. Durch das Nitrieren entstehen hohe Druckeigenspannungen in Oberflächennähe. Aber auch die Fertigungsbedingungen führen zu Eigenspannungen im Randbereich, die bei dem warmfesten Stahl X38CrMoV5-3 während des Nitrierens nur teilweise abgebaut werden können. In der vorliegenden Arbeit wurden Eigenspannungen an unterschiedlich gefertigten Proben gemessen, um die sich ergebenen Spannungen aus der Fertigung und der Nitrierbehandlung zu ermitteln. Die fertigungsbedingten Druck- und Zugeigenspannungen werden beim Nitrieren des Warmarbeitsstahls nicht abgebaut. Nach dem Nitrieren wurden Druckeigenspannungen von bis zu −1000 MPa gemessen.
Deep rolling of austenitic steel AISI 304 at different temperatures – near surface microstructures and fatigue
Authors: Nikitin I. , Scholtes B.
Published: December 2013

In metastable austenitic stainless steelsthe formation of high dislocation densities, compressive residual stress states, strain-induced martensite and nanocrystalline regions are the most important consequences of mechanical surface treatments leading to retarded fatigue crack initiation as well as propagation. These properties can be altered in a characteristic way applying different deep rolling temperatures. The main objective of this paper is to clarify the role of the different near surface microstructures introduced by deep rolling operations on the fatigue behaviour of steel AISI 304 especially in the low cycle fatigue region. For this purpose special experimental techniques were applied allowing deep rolling operations in the temperature range between −192 °C and +700 °C. Results clearly show that the amount of strain induced martensite by deep rolling in near surface layers is less important than the stability of the microstructures under fatigue loading.
Improvement of fracture toughness and tensile ductility of massive rings made of 18 % nickel maraging steel
Authors: Rao M. Nageswara , Chatterjee M. , Sivasubramanian K.
Published: December 2013

Massive rings of 18% nickel maraging steel produced using the ring rolling process do not consistently attain high fracture toughness (KIc) and tensile ductility values. Due to large section sizes involved, it becomes difficult to suppress precipitation of carbonitride particles and prevent thermal embrittlement. The conventional heat treatment of solutioning at 820 °C followed by aging at 480 °C is not effective in undoing this embrittlement. Different multi-stage solution treatments were designed and tried out to improve the mechanical properties. A two-stage (950 °C + 820 °C)/three-stage (950 °C + 950 °C + 820 °C) solution treatment, depending on the section size, proved to be effective. This treatment leads to recrystallisation of the as-hot-worked microstructure and a fine grain size; it is believed that a delinking of grain boundaries and carbonitrides occurs simultaneously. The observed improvement of fracture toughness and tensile ductility can thus be explained.