bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Non-metric dental analysis of a Bronze Age population from the Armenian Plateau
Authors: Khudaverdyan Anahit Yu.
Published: December 2013

The aim of this study is to assess the biological distance between populations from the Armenian highland, Georgia, Eastern Europe, Central Asia and Siberia on the basis of the frequency of non-metric dental traits. It is well known that these traits are characterized by high inter-population differentiation, low sexual dimorphism, and their recording is affected by relatively small intra and inter-observer error.

These traits are successfully used in the description and explanation of ethno-genetic processes. Comparative analysis was performed on 30 populations, and the frequency of non-metric dental traits in all populations was determined by principal component analysis. Based on our bio-distance results, we suggest there was a degree of genetic proximity among inland populations of the Armenian Plateau and Transcaucasian area at the beginning of the Bronze Age. The Armenian Plateau and Georgian samples and all those from Kalmykia (Pit Grave culture), the Ukraine (Tripolye culture), the Urals (Sintashtinskaya, Timber Grave cultures), the Volga region (Pit Grave, Balanovo, Fatianovo, Potapovsky cultures) and Central Asia (Gonur-Depe) exhibited close affinities. This conclusion is consistent with that reported by other bio-distance studies examining non-metric cranial traits and Armenian Plateau samples.
On noninertial effects inducing a confinement of a neutral particle to a hard-wall confining potential
Authors: Bakke Knut
Published: December 2013

In this contribution, we discuss the confinement of a nonrelativistic spin-half neutral particle to a hard-wall confining potential induced by noninertial effects. We show that the geometry of the manifold plays the role of a hard-wall confining potential and yields bound state solutions. We also consider a neutral particle with a permanent magnetic dipole moment interacting with a field configuration induced by noninertial effects, and discuss the behaviour of the induced fields and obtain energy levels for bound states.
Cultivar and Nitrogen Fertiliser Effects on Fresh and Stored Winter Wheat Grain Quality Indices
Authors: Liniņa Anda , Ruža Antons
Published: December 2013

Field experiments with winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars ‘Bussard’ and ‘Zentos’ using four nitrogen top application rates (N60, N90, N120 and N150) were conducted at the Latvia University of Agriculture, Study and Research farm “Pçterlauki” in 2010 and 2011. The objective of this study was to determine effect of nitrogen (N) fertiliser on quality indices of fresh and stored grain (60-120 days) for two different winter wheat cultivars. Highly significant effect of cultivars and nitrogen fertiliser were detected for quality traits: protein content, wet gluten and sedimentation value. For the grain stored for 60-120 days, protein content was variable, sedimentation values decreased, the falling number increased, the content of wet gluten declined, and the quality of gluten improved. For ‘Zentos’, close positive correlation was found between gluten content and protein content, and between sedimentation value and protein, high positive correlation was found, and between sedimentation value and gluten content for both cultivars.
Untersuchungen zum Einfluss des Restaustenits auf die Schwingfestigkeit einsatzgehärteter Proben
Authors: Spangenberg S. , Grosch J. , Scholtes B.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Schwingfestigkeit der einsatzgehärteten Stähle 15CrNi6 und 14NiCr18 wurde im Zeit- und Dauerfestigkeitsbereich untersucht. Die gekerbten Proben waren auf Randkohlenstoffgehalte zwischen 0,6 Ma.-% und 1,0 Ma.-% aufgekohlt worden, die Gefüge hatten Restaustenitgehalte zwischen 20 Vol.-% und 60 Vol.-%. Die größten Werte der Schwingfestigkeit wurden bei Restaustenitgehalten um 35 Vol.-% gefunden. Rissbildung und Risswachstum bei schwingender Beanspruchung werden von den Parametern Härte und Duktilität des Gefüges, Eigenspannungsverteilung und Restaustenitumwandlung während der Beanspruchung bestimmt, die alle vom Restaustenitgehalt abhängen und hier offensichtlich bei etwa 35 Vol.-% Restaustenit die Schwingfestigkeit optimal beeinflussen.
Nitrieren im Spannungsfeld von Theorie und Praxis∗
Authors: Spies H.-J.
Published: December 2013

Kurzfassung

Bis zum Ausgang des 19. Jahrhunderts wurde die Praxis der Härtung von Stahl noch maßgeblich durch Erfahrungswissen bestimmt. Durch die zu Beginn des 20. Jahrhunderts einsetzende wissenschaftliche Fundierung eroberte sich die Wärmebehandlung ein breites Anwendungsfeld. Das gilt auch für die Nitrierung. Am Beispiel des kontrollierten Nitrierens sowie neuerer Entwicklungen wird gezeigt, dass die wissenschaftlichen Grundlagen einen unverzichtbaren Leitfaden für die Optimierung von Behandlungstechnologien und Bauteileigenschaften darstellen. Die Beherrschung der komplexen Zusammenhänge erfordert aber auch heute noch umfassende Erfahrungen.
Berührungsloser Wirbelstrom-Temperaturschwellwertsensor
Authors: Klümper-Westkamp H. , Willeke C. , Hoffmann F. , Mayr P.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die berührungslose Temperaturmessung ist bislang im Wesentlichen den Strahlungsmessgeräten vorbehalten. Oft sind die Messstellen jedoch optisch nicht zugänglich. Das hatte bisher zur Folge, dass in solchen Fällen eine berührungslose Temperaturmessung nicht möglich war. Basierend auf der Wirbelstromtechnik und der magnetischen Umwandlung ferromagnetischer Materialien wurde ein neues Temperaturmessverfahren entwickelt, mit dem das Überschreiten einer bestimmten Temperatur erfasst werden kann. Es wurden verschiedene Messmethoden und Messgrößen, wie Impedanzmessungen, Spannungsmessungen an Doppelspulen und Erfassen der Oberwellenanteile der Spulenspannung, untersucht. Die Ergebnisse konnten schließlich erfolgreich in einem Prototypen umgesetzt werden, der auch die Erfassung von Schwelltemperaturen an bewegten Objekten erlaubt. Mögliche Einsatzfelder sind überall dort zu finden, wo eine bestimmte Temperatur nicht überschritten werden darf oder eine bestimmte Temperatur eingehalten werden muss. Der Abstand zwischen dem temperaturbeständigen Wirbelstromsensor und der ferromagnetischen Schicht darf einige Millimeter betragen und ermöglicht somit auch Messungen an bewegten Objekten wie Walzen oder Wellen. Nichtmetallische Medien zwischen Messspule und Sensorschicht haben keinen Einfluss auf die Messung. Dies ist von großem Vorteil, wenn Schmierstoffe, Kühlstoffe oder andere Flüssigkeiten eine Messung mit Pyrometern unmöglich machen.
Verzugsminimierung von Wälzlagerkomponenten im Fertigungsprozess durch Sprühkompaktieren
Authors: Schulz A. , Cui C. , Fritsching U. , Bauckhage K. , Mayr P.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Minimierung der Maß- und Formänderungen von Komponenten aus Wälzlagerstahl während der Fertigungskette ist von hoher wirtschaftlicher Bedeutung. Um die Grenzen der Erreichbarkeit darzustellen, ist ein Vergleichswerkstoff mit hoher Verzugsunempfindlichkeit zu verwenden. Um diesen zu erörtern, wurde der Wälzlagerstahl 100Cr6 durch Sprühkompaktieren urgeformt, dann konventionell weiterverarbeitet und wärmebehandelt. Im Vergleich zu konventionell strangvergossenen Werkstoffen zeigen sich bei der Wärmebehandlung sowohl nach einer Öl- als auch nach einer Gasabschreckung an dünnen Ringen geringere Rundheitsänderungen. Dies wird auf die durch den Sprühkompaktierprozess erreichte hohe Homogenität des Werkstoffs zurückgeführt.
Sprühkompaktieren des Stahles 100Cr6
Authors: Tinscher R. , Spangel S. , Bomas H.
Published: December 2013

Kurzfassung

Wie im Literaturüberblick (Teil 1) dargestellt, bietet das Sprühkompaktieren gute Voraussetzungen zur Erzeugung modifizierter bzw. neuer metallischer Werkstoffe. Im Teil 2 dieser Arbeit wird dargestellt, inwieweit die Vorzüge dieses Verfahrens für den Stahl 100Cr6 zur Verbesserung des Gefüges und der mechanischen Eigenschaften genutzt werden können. Hierzu wurden unter Variation wesentlicher Prozessparameter sprühkompaktierte Halbzeuge aus dem Stahl 100Cr6 erzeugt, werkstoffkundlich charakterisiert und in Bezug auf ihre Eignung für die nachfolgenden Verarbeitungsschritte Warmwalzen und Wärmebehandlung bewertet.
Numerische Simulation der Wärmebehandlung von Stahlbauteilen mit verschleißbeständigen grob zweiphasigen Schichten∗
Authors: Höfter A. , Theisen W. , Broeckmann C.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das heißisostatische Pressen (HIP) hat das Beschichten von Bauteilen mit dicken Schichten möglich gemacht und findet in der Verschleißschutztechnologie bereits praktische Anwendung. Nach dem HIP-Vorgang werden die gewünschten Eigenschaften des Verbundbauteiles durch eine abgestimmte Wärmebehandlung eingestellt. Insbesondere das Abschrecken von Härtetemperatur stellt dabei eine nennenswerte Beanspruchung dar. Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Schicht- und Grundwerkstoff sowie große Temperaturdifferenzen zwischen Rand und Kern erzeugen thermische Spannungen. Diese werden durch Umwandlungsspannungen überlagert. Ziel der Untersuchungen ist die Vorhersage der Gefügeverteilung sowie des Spannungszustandes während des Abschreckvorgangs. Hierzu wird die Methode der Finiten Elemente verwendet. Simuliert werden Ringe mit aufgepanzerten Verschleißschutzschichten. Aufbauend auf ersten Ergebnissen sollen optimierte Parameter für die Wärmeführung in der industriellen Praxis erarbeitet werden, um rissfreie und spannungsarme Bauteile zu gewährleisten.
Ein voll regelbarer universeller Gasgenerator für die Wärmebehandlung∗
Authors: Spagocci S. , Teruzzi A. , Zamboni A.
Published: December 2013

Kurzfassung

In diesem Beitrag stellen wir einen universellen Gasgenerator für Wärmebehandlung vor, welcher sowohl für die Durchflussrate als auch für die chemische Zusammensetzung vollständig regelbar ist. Dieser Generator wird in einem Zwei-Stufen-Prozess gesteuert. In einer ersten Stufe wird ein mathematisches Modell für den Prozess herangezogen, um die verschiedenen Reaktanden so zu dosieren, dass die erwünschte Durchflussrate und die chemische Zusammensetzung ungefähr erreicht werden. Die erhaltenen Resultate werden dann verfeinert und unter Einsatz einer klassischen PID-Regeleinrichtung gegen umgebungsbedingte Fluktuationen stabilisiert. Der Generator kann in zwei verschiedenen Arten regeln, erstens durch Methan-Aufbereitung und zweitens durch partielle Oxidation. Unter Einsatz eines Membran-Systems, das Anteile des Stickstoffgehaltes der Luft, die in das System eingebracht wird, entfernt, kann der CO-Gehalt des hergestellten Gases in größerem Maße erhöht werden als vergleichsweise in konventionellen Systemen. Dadurch können mit beiden Arbeitsweisen CO-Anteile, die von ∼0% bis ∼30% reichen, erzielt werden. Das steht im Vergleich zu den ∼17% CO (Methan-Aufbereitung) und ∼20% CO (partielle Oxidation), die in bisher üblichen Generatoren erreichbar sind. Auch können Durchflussraten in der Größenordnung von einigen Nm3/h bis zu einigen hundert Nm3/h erreicht werden.
Verbesserung der Zerspanbarkeit des Wälzlagerstahls 100Cr6 bei gleichzeitig hoher Schwingfestigkeit mit Hilfe des Sprühkompaktierens
Authors: Bahnsen C. , Bomas H. , Mayr P.
Published: December 2013

Kurzfassung

Um die Zerspanbarkeit für die Bearbeitung in Fertigungsautomaten zu verbessern, enthalten die hierfür vorgesehenen Automatenstähle in der Regel einen Anteil Schwefel, der durch Mangan zu Mangansulfid abgebunden wird. Im Wesentlichen sorgen diese Sulfide für kurz brechende Späne. Außerdem ist der Werkzeugverschleiß reduziert. Schwefelseigerungen und zu langen Zeilen ausgewalzte Sulfide setzen jedoch die Dauerschwingfestigkeit deutlich herab. Für einen optimalen Kompromiss zwischen den Anforderungen an Festigkeit und Zerspanbarkeit ist eine Mikrostruktur mit möglichst vielen sehr kleinen Sulfiden wünschenswert. Hierzu bietet das Urformverfahren “Sprühkompaktieren“ gute Voraussetzungen. In diesem Artikel wird über Untersuchungen an sprühkompaktiertem Wälzlagerstahl 100Cr6 berichtet, dem ein Anteil Mangan sowie unterschiedliche Anteile Schwefel zugegeben wurden. Bei den nachfolgenden Betrachtungen des neu erzeugten Materials wurden neben den Gefügeeigenschaften auch die Dauerschwingfestigkeit und die Zerspanbarkeit untersucht, um die Vorteile des Verfahrens “Sprühkompaktieren“ für die praktische Anwendung herauszuarbeiten.
Metallurgische und fertigungstechnische Maßnahmen zur Steigerung der Härtbarkeit von Einsatzstählen∗
Authors: Hippenstiel F. , Caspari R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Moderne Einsatzstähle müssen heute zahlreiche Eigenschaften im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit und das Bauteilverhalten aufweisen. Ferner spielen die Gebrauchseigenschaften für das Leistungsvermögen dieser Edelbaustähle eine große Rolle. Aufgrund von Innovationen in der Fertigungstechnik wie beispielsweise neue Wärmebehandlungstechnologien ist es erforderlich, Einsatzstähle weiterzuentwickeln. Grundlage für den vorliegenden Bericht war der Wunsch eines Nutzfahrzeugherstellers, einen Einsatzstahl zu konzipieren, der die Hochdruckgasabschreckung größerer Antriebskegel- und Tellerräder für Hinterachsgetriebe nach der Aufkohlung erlaubt. Neben der Forderung nach der ausreichenden Kernhärte galt es hierbei auch die Gebrauchseigenschaften, insbesondere die Zähigkeitseigenschaften, zu berücksichtigen. Daher wurden zunächst die metallurgischen Maßnahmen zur Steigerung der Härtbarkeit betrachtet und die Zähigkeitseigenschaften verschiedener Einsatzstähle miteinander verglichen. Aus den erzielten Ergebnissen konnte entnommen werden, dass eine bloße Steigerung der Härtbarkeit nicht zielführend war. Durch Einbeziehung der fertigungstechnischen Einflussgrößen auf die Härtbarkeit von Einsatzstählen wurde belegt, dass der Vorwärmebehandlungszustand eine weitere Einflussgröße darstellt. So wurde an Simulationsproben, die mittels Hochdruckgas nach einer Wärmebehandlung abgeschreckt wurden, dieser Einfluss verifiziert. Es zeigte sich, dass der vorvergütete Ausgangszustand eine deutliche Steigerung der Kernhärte zulässt.
Auswirkungen der Hochtemperaturaufkohlung im Plasma auf die mechanischen Eigenschaften
Authors: Clausen B. , Hoffmann F. , Zoch H.-W. , Mayr P.
Published: December 2013

Kurzfassung

Durch eine Anhebung der Aufkohlungstemperatur kann die Aufkohlungsdauer beim Einsatzhärten erheblich reduziert werden. In Niederdruck-Aufkohlungsprozessen sind höhere Temperaturen anlagentechnisch problemlos erreichbar, begrenzender Faktor ist hier die Feinkornstabilität der Einsatzstähle. In dem hier beschriebenen Forschungsprojekt wurde nach Plasmaaufkohlung bei 1100 °C eine Härtung nach isothermischer Umwandlung zur Kornrückfeinung genutzt. Mit diesem Prozessablauf konnten höhere mechanische Kennwerte im Biegeversuch und Umlaufbiegeversuch erzeugt werden als nach Gasaufkohlung bei 930 °C bzw. Plasmaaufkohlung bei 930 °C mit nachfolgender Direkthärtung.
Sprühkompaktierte hochlegierte Werkzeugstähle – Herstellung und Eigenschaften∗
Authors: Schulz A. , Uhlenwinkel V. , Bertrand C. , Escher C. , Kohlmann R. , Kulmburg A. , Montero-Pascual M.C. , Rabitsch R. , Schneider R. , Stocchi D. , Viale D.
Published: December 2013

Kurzfassung

Für Werkzeugstähle und besonders für die hochlegierten Sorten lassen sich die vom Anwender geforderten Eigenschaften nur dadurch erreichen, dass Kompromisse in Bezug auf die Legierungszusammensetzung und die Ausbildung der Gefügebestandteile eingegangen werden. Beispielsweise erfordert eine gute Duktilität kleine und feinverteilte Carbide, während ein hoher Widerstand gegen abrasiven Verschleiß große Carbide wünschenswert erscheinen lässt. Bisher bestand mit der Pulvermetallurgie (PM) die einzige Möglichkeit, um entsprechende, ständig komplexer werdende Legierungen mit hohen Hartstoffanteilen herzustellen. Mit dem Sprühkompaktieren hat sich eine Herstellungsvariante entwickelt, die einen Kompromiss zwischen Gießen und Pulvermetallurgie darstellt: Gaszerstäubung mit rascher Abkühlung der Schmelze zum einen, direkte Urformung ohne Kokille zum anderen. Aus dieser Technik ergibt sich eine kurze Herstellungsroute; wesentlich ist aber, dass bereits das Erstarrungsgefüge einen Zwischenzustand zwischen Guss und Pulvermetallurgie einnimmt. Daraus resultieren sowohl modifizierte Verarbeitungseigenschaften bei der Halbzeugherstellung als auch Variationen im Eigenschaftsprofil der Werkstoffe. In der Arbeit werden Gefüge, Homogenität der chemischen Zusammensetzung sowie Bruch- und Verschleißverhalten sprühkompaktierter hochlegierter Stähle (u.a. X153CrMoV12, X290Cr12, HS6-5-2C) vorgestellt. Ferner werden direkte Vergleiche mit stranggegossenen und pulvermetallurgischen Varianten diskutiert. Es zeigt sich, dass sprühkompaktierte hochlegierte Werkzeugstähle den konventionellen Varianten in allen Bereichen überlegen sind. Bezüglich der Relation von Verschleiß zu Zähigkeit sind Unterschiede sichtbar, die den PM-Stahl noch überlegen erscheinen lassen. Der sprühkompaktierte „SF-Stahl“ bietet aber andere Schwerpunkte im Vergleich zu den Eigenschaften des PM-Stahls, was seine Eigenständigkeit begründet.
Qualitätssichere und zuverlässige Siliciumnitrid-Wälzkörper für hoch belastete Wälzlager
Authors: Wötting G. , Wagner R. , Martin G. , Streit E.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Entwicklung von zuverlässigen Wälzkörpern, insbesondere von Zylinderrollen aus Siliciumnitrid-Keramik, für sicherheitskritische Anwendungen und deren Prüfung wird beschrieben. Die Entwicklung umfasste die prozesssichere, kostengünstige Herstellung der hierfür notwendigen Rohlinge, deren Bearbeitung zu hochpräzisen Wälzkörpern sowie die Anwendung von zerstörungsfreien Prüfverfahren zur Gewährleistung eines höchstmöglichen Grades an Zuverlässigkeit dieser Wälzlager-Komponenten. Zur Bestimmung der Tragfähigkeit wurden diese Komponenten in Prüfständen getestet und der Einfluss von Werkstoff- und Bearbeitungsdefekten auf das Überrollverhalten und die Lebensdauer ermittelt.
Randzonenhärtung von Vergütungsstahl mit Sprühabschreckung
Authors: Bernard M. , van Well M. , Reimche W. , Bach Fr.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 489 “Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile” sollen Bauteile direkt aus der Schmiedewärme mittels Sprühabschreckung wärmebehandelt werden. Zur Einstellung einer Bauteilrandzone mit definierter Randhärte und Einhärtungstiefe wird ein Zweistoffdüsenfeld entwickelt. In vorangegangenen Untersuchungen wurden Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss von Abstand, Druck und Volumenstrom auf das Härteergebnis durchgeführt. Das Ziel dieser Arbeiten war, den Einfluss der Düsenanordnung auf das Härteergebnis zu ermitteln. Mit dem Ziel der gleichmäßigen Aufhärtung flächiger Bereiche liegen jetzt Erkenntnisse über den einzuhaltenden Düsenabstand zwischen mehreren Düsen und dem Abstand zwischen den Düsen und dem abzuschreckenden Bauteil vor. Zur schnellen zerstörungsfreien Bestimmung der lokalen Randzonenhärte wurde die Harmonischen-Analyse von Wirbelstromsignalen mithilfe von FEM-Simulationen weiterentwickelt und an das Prüfproblem angepasst. Die durch eine Weiterentwicklung der Harmonischen-Analyse von Wirbelstromsignalen möglich gewordene hochaufgelöste und gleichzeitig schnelle Erfassung der Härte an ebenen und gekrümmten Flächen erlaubt eine gute Beurteilung der mittels Spraykühlung erzielten Aufhärtung von Bauteilfunktionsflächen.
Verhalten von Stählen beim Plasmanitrieren mit einem Aktivgitter∗
Authors: Spies H.-J. , Le Thien H. , Biermann H.
Published: December 2013

Kurzfassung

Beim Plasmanitrieren mit einem Aktivgitter (ASPN) wird die Glimmentladung vom Bauteil auf ein den Innenraum des Rezipienten umschließendes flexibles Metallgitter verlagert, an dem dadurch ein hoch reaktionsfähiges Prozessgas erzeugt wird. Das aktive Gitter dient gleichzeitig als warme Wand, welche die bei der Entladung entstandene Wärme auf das Chargiergut überträgt. Das Verhalten von Stählen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung wurde beim ASPN in Abhängigkeit von wesentlichen Prozessparametern untersucht. Eisenwerkstoffe lassen sich bei optimalen Prozessparametern auch ohne Glimmentladung an der Probenoberfläche nitrieren. Das Anlegen einer Vorspannung an die zu nitrierenden Proben führt zu einer gleichmäßigeren Nitrierung. Die Mechanismen für den Stoffübergang beim ASPN werden diskutiert.
Auswahl geeigneter Abschreckparameter für die Gasabschreckung von Bauteilen aus verschiedenen Einsatzstählen∗
Authors: Löser K. , Heuer V. , Schmitt G.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Hochdruck-Gasabschreckung gilt als umweltfreundliches und verzugsarmes Abschreckverfahren und gewinnt zunehmend an Bedeutung in der Wärmebehandlung von niedriglegierten Einsatz- und Vergütungsstählen, insbesondere im Bereich der Antriebstechnik. Um die spezifizierten Bauteilhärtewerte produktionssicher zu erreichen, kommt der Auswahl geeigneter Abschreckparameter wie Gasart, Gasdruck und -geschwindigkeit in Abhängigkeit der zu behandelnden Werkstoffe und Bauteilgeometrien eine entscheidende Bedeutung zu. In einer Wärmebehandlungsanlage, Typ ModulTherm®, wurden Hochdruck-Gasabschreckversuche an einer Charge, bestehend aus Rundproben verschiedener niedriglegierter Einsatzstähle, durchgeführt. Es wurden Abkühlkurven und Werte für den Abschreckparameter λ sowie für den Wärmeübergangskoeffizienten α ermittelt. Weiterhin wurde eine Gleichung zur Berechnung des Wärmeübergangskoeffizienten in Abhängigkeit der Gasabschreckbedingungen hergeleitet. Aus der bekannten Härtbarkeit der Versuchswerkstoffe und den gemessenen Probenhärtewerten wurde die Abschreckintensität in Form charakteristischer Jominywerte bestimmt. Die mit diesen Versuchen gewonnene Datenbasis ermöglicht die Auswahl geeigneter Parameter für die Hochdruck-Gasabschreckung von Rundproben. Am Beispiel von Antriebskegelrädern wird die Anwendung an praxisnahen Bauteilen demonstriert.
Untersuchungen zum Einfluss des Aufkohlungsverfahrens auf die Dauerfestigkeit des Einsatzstahls 16MnCr5
Authors: Laue S. , Thoben C. , Bomas H. , Schröder R. , Kienzler R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Ziel dieser Arbeit war es, weiterführende Informationen über den Einfluss des Oberflächen-, Gefüge- und Eigenspannungszustandes der randschichtnahen Werkstoffbereiche auf die Prozesse zu erhalten, die das Versagen einsatzgehärteter, biegebeanspruchter Proben bestimmen. Für die Schwingfestigkeitsuntersuchungen wurden taillierte Biegeproben aus dem Einsatzstahl 16MnCr5 (W.-Nr. 1.7131) gefertigt und mit einem Gas-, einem Niederdruck- und einem Plasmaaufkohlungsverfahren aufgekohlt. Ein Teil der aufgekohlten Proben wurde nach der Wärmebehandlung geschliffen oder kugelgestrahlt, um den Einfluss nachgeschalteter Fertigungsschritte auf die Schwingfestigkeit beurteilen zu können. Der Randschichtzustand aller Varianten wurde ausführlich charakterisiert, d.h. es wurden Härte- und Kohlenstoffverläufe, Restaustenitgehalt und Eigenspannungszustand der Randschichten ermittelt. Neben der Charakterisierung der Randschichten stand die Weiterentwicklung von Modellen zur Berechnung der Dauerfestigkeit im Mittelpunkt der Untersuchungen, wofür zwei Modelle zur rechnerischen Vorhersage der Dauerfestigkeiten eingesetzt wurden. Zum einen das Fehlstellenmodell, das örtliche Überlebenswahrscheinlichkeiten berechnet und diese nach den Prinzipien der Statistik auf die gesamte Probe ausdehnt, und zum anderen ein bruchmechanisches Modell, das auf einem einfachen Ansatz zur Bewertung des schädigenden Verhaltens von Oberflächendefekten beruht.
Verkürzung der Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Zahnräder durch integrierte Wärmebehandlung∗
Authors: Bernard M. , Krause C. , Reimche W. , Bach Fr.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Eine Verkürzung der Prozesskette zur Herstellung von Hochleistungsbauteilen durch Präzisionsschmieden mit integrierter Wärmebehandlung und zerstörungsfreier Bauteilprüfung, wie sie im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 489 an der Universität Hannover entwickelt wird, bietet neue Möglichkeiten zur wirtschaftlichen Fertigung von hochbeanspruchten Maschinenbauteilen hoher Qualität. Neben der Verkürzung der Prozesskette durch das Präzisionsschmieden ist eine weitere Verkürzung erreichbar, wenn die Wärmebehandlung in die Prozesskette integriert und direkt aus der Schmiedewärme abgeschreckt und angelassen wird. Die unmittelbare zerstörungsfreie Erfassung relevanter Prozessparameter und Bauteileigenschaften im Prozessablauf ist dabei von wesentlicher Bedeutung für die Prozesssteuerung und Erreichung einer hohen Prozesssicherheit. Um Vergütungsstähle aus der Schmiedewärme randschichtzuhärten, wird der technologische Ansatz der Zweiphasen-Spraykühlung verfolgt. Durch die Anwendung eines Sprayfeldes zur Wärmebehandlung ist es möglich, einen sich aus dem Beanspruchungsprofil des Zahnrades und der geforderten Dauerfestigkeit ergebenden idealen Härte-Tiefenverlauf einzustellen. Zur schnellen zerstörungsfreien Bestimmung der Härtekennwerte, wie die Kernhärte, Randhärte und Einhärtungstiefe, im Verzahnungsbereich von Zahnrädern wurde die Harmonischen-Analyse von Wirbelstromsignalen mithilfe von FEM-Simulationen weiterentwickelt und an das Prüfproblem angepasst. Die dadurch möglich gewordene hochaufgelöste und gleichzeitig schnelle Erfassung der Härte im Verzahnungsbereich von Zahnrädern erlaubt eine gute Beurteilung der mittels Spraykühlung erzielten Aufhärtung von Bauteilfunktionsflächen. Die Beurteilung der Bauteileigenschaften sowie der Lebensdauer erfolgte durch die Prüfung präzisionsgeschmiedeter und konventionell gefertigter Zahnräder unter realistischen Betriebsbedingungen in einem Verzahnungsprüfstand unter Uml;aufprüfung.
Geregelte Gasnitrierung und Gasnitrocarburierung in vollautomatischen Retortenöfen∗
Authors: Joritz D. , Edenhofer B.
Published: December 2013

Kurzfassung

Durch die Entwicklung eines Wasserstoffsensors, einem Sensor zur kontinuierlichen In-Situ-Messung von Wasserstoff direkt in der Ofenatmosphäre, ist es möglich, die Nitrierkennzahl KN als Maß für die Nitrierfähigkeit der Ofenatmosphäre genau zu bestimmen und auf diese Weise geregelte Nitrier- und Nitrocarburierprozesse durchzuführen. Beim Nitrieren in Ammoniak oder in Ammoniak mit Zusatz von dissoziiertem NH3 genügt allein die Kenntnis des Wasserstoffpartialdruckes im Ofen, um direkt daraus den Ammoniakgehalt abzuleiten. Für die Regelung eines Nitrocarburierprozesses ist zusätzlich noch die Kenntnis der Frischgaszusammensetzung, erfasst mit Hilfe von Massendurchflussmessern, nötig. Durch die Kenntnis dieser Werte ist eine Berechnung der charakteristischen Kennzahlen – Nitrierkennzahl KN, Carburierkennzahlen KC
W und KC
B sowie Oxidierkennzahl KO – der Nitrier- und Nitrocarburierprozesse möglich. Mittels einer geeigneten Programm- und Regel-Software können diese Kennzahlen zur Regelung von Wärmebehandlungsabläufen benutzt werden. Der große Vorteil solch geregelter Prozesse liegt zum einen in der starken Erhöhung der Prozesssicherheit und -reproduzierbarkeit, zum anderen aber auch in der zum Teil deutlichen Minimierung der Prozessdauer und des Verbrauchs an Prozessgas. Dieser Artikel stellt die Anwendung und den Betrieb einer großen, vollautomatischen Ofenanlage, bestehend aus acht vertikalen Retortenöfen, sowie repräsentative Nitrier- und Nitrocarburierprozesse vor.
Maß- und Formänderungen von Stahlquadern mit unterschiedlichen Aussparungen beim Härten in Öl- und Wasser
Authors: Raouafi N. , Schulze V. , Müller H. , Löhe D.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die realitätsnahe Erfassung der Randbedingungen spielt in der Simulation des Härteprozesses eine entscheidende Rolle. In dieser Arbeit wird auf die Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten an quaderförmigen und mit Aussparungen versehenen Modellgeometrien aus 42CrMo4 eingegangen. Durch die Analyse der Wiederbenetzungskinematik wird der Wärmeübergangskoeffizient ortsabhängig definiert. Die Ergebnisse der numerischen Simulation der Temperaturentwicklung werden mit Temperaturmessungen validiert. Des Weiteren werden die berechneten Eigenspannungen nach dem Härteprozess mit röntgenographisch gemessenen Eigenspannungen verglichen. Die Maß- und Formänderung beim Härten in Wasser und Öl wird experimentell und in der Simulation untersucht.
Computer Aided Simulation of Heat Treatment (C.A.S.H.)∗
Authors: Trapp N. , Fiderer M. , Lütjens J. , Ehlers M. , Schulze V.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Simulation von Wärmebehandlungsprozessen wie dem Einsatzhärten wurde bis heute meist an einfachen Geometrien durchgeführt. In der industriellen Praxis besteht allerdings die Notwendigkeit, oft große, komplexe Geometrien zu berechnen. Dies ist mit dem heutigen Stand der Technik in einer vernünftigen Zeit nur beschränkt möglich. Strategien zur effizienten Berechnung von Wärmebehandlungsprozessen wurden daher erarbeitet und getestet. Eine dieser Strategien ist die Verwendung eines so genannten Baukastens, in dem wiederum drei Methoden zusammengefasst sind. Eine dieser Methode ist das “Submodelling“, bei dem lokale Geometrieelemente freigeschnitten und mit Randbedingungen aus einer vereinfachten Simulation des Gesamtbauteils beaufschlagt werden. Die zweite hier vorgestellte Strategie ist die “Substitutions-Methode“, bei der Geometrieelemente durch Elementschichten mit bestimmten Eigenschaften ersetzt werden, so dass das Gesamtverhalten identisch bleibt. Die dritte und letzte untersuchte Strategie ist die Methode der “lokalen Netzverfeinerung“, bei der lokale Geometrieelemente ein deutlich feineres Netz als das Gesamtbauteil aufweisen. Ausgewählte Ergebnisse der drei Strategien werden im Folgenden dargestellt und mit experimentell bestimmten Kennwerten hinsichtlich Gefügeverteilung, Spannungen und Maß- und Formänderungen an zwei komplexen Geometrien verglichen.
Qualität von Induktionshärteprozessen und -anlagen in der Serienfertigung∗
Authors: Hanisch G.
Published: December 2013

Kurzfassung

Zunehmende Leichtbauweise und andererseits ständig steigende Anforderungen an die Festigkeit von Motor- und Achsteilen führen zu zunehmenden Anforderungen an die Fertigungsqualität beim Induktionshärten. Der Induktionshärteprozess erfordert daher in der Serienfertigung eine optimale Abstimmung von Werkstoff, Fertigungsverfahren, Bauteilverhalten und Kosten. Dem Vorteil des Induktionshärtens, dass es ein bewährtes und vor allem kostengünstiges Härteverfahren für die Serienfertigung ist, stehen Nachteile hinsichtlich eines großen Aufwands für das Qualitätsmanagement gegenüber. In diesem Beitrag wird eine Übersicht über den Themenkreis “Qualität von Induktionshärteprozessen” aus der Sicht des Anwenders gegeben werden. Es werden dabei die wichtigsten Punkte aus den Themenkreisen Werkstoff und Härtetechnologie erläutert.
Thermogravimetrische Untersuchungen zur Aufkohlungswirkung verschiedener Kohlenwasserstoffe∗
Authors: Graf F. , Bajohr S. , Buchholz D. , Reimert R.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die bei der Niederdruckaufkohlung im Ofenraum und an der Stahloberfläche ablaufenden Pyrolyse- und Aufkohlungsvorgänge sind bisher nur zum Teil verstanden. Am Engler-Bunte-Institut, Karlsruhe, wird vor allem unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Aufbauproduktbildung und des Verständnisses der Entstehung höherer Kohlenwasserstoffe die Aufkohlung mit verschiedenen kurzkettigen Kohlenwasserstoffen untersucht. Im Rahmen des vorliegenden Artikels werden Ergebnisse zur thermogravimetrischen Untersuchung der Aufkohlung von 16MnCr5 mit den Kohlenwasserstoffen Ethin, Ethen, Propan und Vinylacetylen vorgestellt und kritisch bewertet. Mit Hilfe von zeitlich aufgelösten Aufkohlungsverläufen lassen sich die Interaktionen zwischen Pyrolysereaktionen in der Gasphase und der Aufkohlungswirkung erklären. Das Ergebnis zeigt lösungsmittelfreies Ethin als den aufkohlungswirksamsten der untersuchten Kohlenwasserstoffe, und dass aber auch Ethen besonders bei hohen Aufkohlungstemperaturen geeignet ist.
Einfluss der Werkzeugform auf die Schweißnahtgüte beim Rührreibschweißen des Werkstoffes AlMg3
Authors: Wilden J. , Bergmann J. P. , Schmalz A. , Luhn T.
Published: December 2013

Kurzfassung

Das Rührreibschweißen stellt eine innovative Verfahrensvariante für das temperaturarme Fügen von metallischen Werkstoffen dar. Die Arbeitstemperaturen liegen unterhalb der Solidustemperatur, so dass es einerseits nicht zur Bildung einer flüssigen Phase kommt und zum anderen ein dynamisch rekristallisiertes Gefüge mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften nach dem Fügen vorliegt. Häufig auftretende Unregelmäßigkeiten sind beim Rührreibschweißen so genannte Kissing Bonds und Hohlräume, die das Eigenschaftsprofil der Verbindung negativ beeinflussen. Die hier dargestellten Untersuchungen zeigen am Beispiel des Aluminiumwerkstoffes EN AW 5754 (AlMg3), dass die Werkzeugform einen wesentlichen Einfluss auf die Schweißnahtgüte ausübt. Zum Herstellen von porenfreien Nähten sind Konturen an Stift und Schulter erforderlich, die einen aktiven Transport von Werkstoff in Richtung Nahtwurzel gewährleisten und ein Herauspressen von Werkstoff aus der Fügezone verhindern. Ein gewindeförmiger Stift sorgt für eine fehlerfreie Nahtwurzel, eine strukturierte Schulter mit einer Ringnut verhindert das Entstehen offener Poren.
Neues Nitrocarburierverfahren für Kurbelwellen von Hochleistungs-Dieselmotoren
Authors: An Y. , Zhang Z.
Published: December 2013

Kurzfassung

Bei dem in China derzeit am häufigsten eingesetzten Nitrocarburierverfahren für Kurbelwellen von Hochleistungs-Dieselmotoren handelt es sich um die herkömmliche Verwendung von Gasmischungen auf der Basis von NH3 + N2 + CO2. Es gibt jedoch Hinweise, dass es bei Anwendung dieser Verfahrensvariante zu abnormalen Verschleißerscheinungen (Kratzspuren) auf der Oberfläche des Kurbelwellenzapfens kommt, wodurch die kundenspezifischen Anforderungen, insbesondere bei den Stahlkurbelwellen für Hochleistungs-Dieselmotoren, nur schwer zu erfüllen sind. Zur Lösung dieses Problems wurden deshalb Versuche mit einem modifizierten Nitrocarburierverfahren durchgeführt. Das neue Nitrocarburierverfahren unter Verwendung einer Gasmischung aus NH3 + CO2 mit einem Zusatz von Propan hat positive Auswirkung auf den Verschleißwiderstand nitrocarburierter Kurbelwellen von Hochleistungs-Dieselmotoren. Eine Analyse der Phasenstruktur der Verbindungsschicht zeigt, dass das günstige Ergebnis auf ein höheres ∊/γ′-Verhältnis zurückzuführen ist. Dies konnte in Pilotversuchen nachgewiesen werden.
Distortion Control by Innovative Heat Treating Technologies in the Automotive Industry*
Authors: Loeser K. , Heuer V. , Faron D. R.
Published: December 2013

The proper control of distortion after thermal treatment of powertrain components in the automotive industry is an important measure to secure a high part quality and to minimize subsequent hard machining processes, thereby reducing the overall production costs. Vacuum carburizing (low pressure carburizing) with subsequent high pressure gas quenching represents an innovative heat treatment technology to reduce the distortion in surface hardening processes. Vacuum carburizing is offering a high carbon transfer, which leads to a reduction of process time compared with atmospheric gas carburizing. The use of oxygen-free hydrocarbons prevents surface oxidation on the part surface. High pressure gas quenching is a dry quenching method and has many important ecological and economical advantages compared with liquid quenching. The most significant advantage of gas quenching is a very uniform heat transfer. The predictability of movement during quenching is more certain and uniform throughout the load, thereby reducing hard machining costs. Further improvements can be achieved by using “Dynamic Quenching” processes where the quenching severity is varied during quenching by stepwise control of either gas velocity or gas pressure. Proper fixturing is another factor to control the distortion of the parts. Modern carbon composite materials are well suited for gas quenching due to their good high temperature deformation resistance combined with low thermal mass. To carry out vacuum carburizing with high pressure gas quenching in a cost-effective way, furnace systems are available which guarantee a high throughput and can be sized to various process and production demands.
Zur Problematik der Umwertung von Härte und Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 18265*
Authors: Schruff I.
Published: December 2013

Kurzfassung

In Wärmebehandlungsbetrieben gehört die Umwertung von Härte- und Festigkeitswerten zu den täglich praktizierten Vorgängen. Umwertungen zwischen Härte und Zugfestigkeit erfolgen beispielsweise, wenn aus technischen Gründen die Messung der Zugfestigkeit eines Bauteils oder Werkzeuges nicht möglich ist. Auch zwischen den verschiedenen Härteprüfverfahren wird oft umgewertet. Als Grundlage stand in der bis zum Jahr 2000 gültigen DIN 50150:1976 [1] eine einzige Umwertungstabelle zur Verfügung. Mit der Überarbeitung dieser Norm im Jahr 2000 und ihrer Überführung in die DIN EN ISO 18265:2003 [2] änderten sich die Umwertungsgrundlagen erheblich, woraus sich drastische Auswirkungen auf die Fertigungsprozesse in einem Werkzeugstahlwerk ergeben. Der Unterausschuss für Werkzeugstähle beim Stahlinstitut VDEh hat daraufhin einen Ringversuch durchgeführt, der die realen Zusammenhänge zwischen Härte und Zugfestigkeit sowie zwischen den verschiedenen Härteprüfverfahren darstellen soll. Dieser Bericht beschreibt die Ergebnisse des ersten Versuchsabschnitts.
Wälzermüdung
Authors: Schlicht H.
Published: December 2013

Kurzfassung

Im vorliegenden Aufsatz wird eine Hypothese zum Mechanismus der Wälzermüdung vorgestellt. Besondere Bedeutung kommt den Erkenntnissen zu, dass einerseits plastische Verformungen unter hohem hydrostatischem Druck ablaufen. Dadurch wird der Werkstoff duktil; die Bildung von Mikrorissen und deren Wachstum ist ver- bzw. behindert. Andererseits entstehen infolge der plastischen Verformungen Eigenspannungen, die, den Lastspannungen überlagert, eine permanente Veränderung der Beanspruchung während des Ermüdungsprozesses verursachen. Die Veränderungen des Werkstoff-Verhaltens und der Werkstoff-Beanspruchung stehen in Interdependenz. Deshalb erscheint eine Quantifizierung der Vorgänge nicht möglich.

Die hier zur Diskussion gestellte Hypothese vermittelt ein Ermüdungsmodell, das Phänomene, die bei experimentellen Untersuchungen des Ermüdungsvorgangs festgestellt wurden, widerspruchsfrei einbindet. Sie liefert eine plausible Erklärung für den Einfluss der Werkstoffeigenschaften, der nichtmetallischen Einschlüsse, des prestressings und der Montagespannungen auf die Lebensdauer. Die Möglichkeit einer Ermittlung der Lebensdauer in Kurzzeittests besteht demnach nicht.
Optimierungspotenzial von Al-Cu-Legierungen durch Sprühkompaktieren∗
Authors: Schimanski K. , Schulz A. , Vetters H. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

Aluminium-Kupfer-Legierungen sind hinlänglich bekannt und sowohl ihre Herstellung als auch ihre Weiterverarbeitung werden weitgehend beherrscht. Allerdings sind heutige Gusslegierungen des Systems Al-Cu auf Kupfergehalte bis etwa 6 Gew.-% beschränkt. Zurückzuführen ist dies auf die abnehmende Umformfähigkeit dieser Werkstoffgruppe mit zunehmendem Kupfergehalt. Das feine, globulare Gefüge sprühkompaktierter Al-Cu-Werkstoffe führt dazu, dass auch sprühkompaktierte Aluminiumlegierungen mit Kupfergehalten weit oberhalb der Löslichkeitsgrenze (5,65 Gew.-%) hervorragende Umformeigenschaften besitzen.

Am Beispiel des binären Werkstoffes AlCu10 wurde untersucht, inwieweit durch Anpassung der Umformung eine Verbesserung der quasi-statischen Eigenschaften sprühkompaktierter Al-Cu-Legierungen erreicht werden kann. Dabei führte die Anpassung der Umformung an die Eigenschaften des sprühkompaktierten Werkstoffes zu isotropen Festigkeitswerten. Darüber hinaus wurde eine ausgezeichnete Bruchdehnung festgestellt, die im Bereich der konventionellen Legierungen AA 2014 bzw. AA 2024 liegt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Sprühkompaktieren mehr als nur eine Alternative darstellt, um hoch kupferhaltige Aluminiumlegierungen mit ausgezeichneten Eigenschaften herzustellen.
Korrosionsverhalten von nitriertem/nitrocarburiertem und oxidiertem Stahl
Authors: Ebersbach U.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die ebenmäßige Korrosion von nitriertem bzw. nitrocarburiertem und oxidiertem Stahl 20MnCr5 wurde in 0,9 M Kochsalzlösung untersucht und im Zusammenhang mit dem Konzentrationsverhältnis [C]/[N+C] der ε-Phase direkt unter der Oxidschicht betrachtet. Die beste Korrosionsbeständigkeit wird bei [C]/[N+C]-Werten von 0,02 bis 0,2 erreicht. Dabei weisen die oxidierten Oberflächen häufig negativere Ruhepotenziale und geringere Korrosionsgeschwindigkeiten als Prüfflächen im porenfreien Bereich der ε-Verbindungsschichten auf. An Prüfflächen aus ε-Carbonitrid mit [C]/[N+C] < 0,02 und an Prüfflächen aus “reinem” ε-Nitrid besteht vergleichbare höhere Korrosion. Die “reinen” ε-Nitridschichten, die durch Ionenstrahlnitrieren von Reinsteisen erzeugt wurden, zeigen eine Zunahme der Korrosion mit der Zahl der ionenstrahlinduzierten Fehlstellen. Auch an gasoxinitriertem und oxidiertem Stahl wird eine geringere Lochkorrosionsanfälligkeit bestätigt, wenn die Konzentration der Interstitiellen [N+C] in der ε-Phase direkt unter der Oxidschicht mindestens 8,6% beträgt.
Unique software bridges the gap between cooling curves and the result of hardening∗
Authors: Troell E. , Kristoffersen H. , Bodin J. , Segerberg S. , Felde I.
Published: December 2013

One of the most critical parts of the heat treatment process, and usually the least controllable one, is the quenching operation. Improper selection or application of a quenching medium, or a drift in its cooling characteristics during its lifetime, may result in products that do not meet specifications and therefore give rise to substantial additional costs for e.g. straightening, rework, rejection, delayed deliveries and, sometimes, lost goodwill for the heat treater. A greater awareness of the importance of the quenching process came with the introduction in the last couple of decades of ISO and ASTM standards for testing cooling media (hardening oils and polymers), and commercial instruments for testing compliance with these standards. In 2003, a new, advanced system – ivf SmartQuench – was introduced which has three main features: a small, handheld data acquisition unit, advanced computer software and wireless data transmission between the data acquisition unit and the computer. The design facilitates in-situ testing in quench tanks and testing in laboratories. Recently, this system has been extended with a unique software module that allows calculation of heat transfer coefficients (e.g. for the ISO 9950 probe) by the inverse method, and calculation of hardness and microstructure in a cross-section of steel samples.
Die Anwendung der Niederdruckaufkohlung bei hohen Temperaturen (1000 °C bis 1050 °C) in der industriellen Praxis∗
Authors: Gräfen W. , Hornung M. , Irretier O. , Rink M.
Published: December 2013

Kurzfassung

Seit einigen Jahren gehört die Niederdruckaufkohlung zum festen Bestandteil für den Prozess der Einsatzhärtung in der Getriebe- und Luftfahrtindustrie und in einigen Lohnbehandlungsbetrieben. Speziell in dem Bereich der Einsatzhärtung von Bauteilen für die Einspritzung von z.B. Kraftstoffen ist die Gasaufkohlung in zunehmendem Maße von der Niederdruckaufkohlung, vor allen Dingen wegen der Randoxidationsfreiheit, der gleichmäßigen Aufkohlung komplexer Geometrien und der Möglichkeit der Hochdruckgasabschreckung, die zusätzlich Vorteile hinsichtlich der trockenen und verzugsarmen Abschrecktechnik, der Umweltkonformität sowie der Wirtschaftlichkeit besitzt, abgelöst worden [1–8].   In einigen Anwendungsfällen in der industriellen Praxis erfordern die Einsatzbedingungen hohe Einsatzhärtungstiefen bis zu einigen Millimetern. Die Vakuumtechnik ermöglicht in einfacher Weise die Durchführung dieser Wärmebehandlungen bei Temperaturen im Bereich von 1000 °C bis 1050 °C. So können die Zyklusdauern, die bei konventionellen Temperaturen benötigt werden, drastisch reduziert und, wenn nötig, auch sehr hohe Randkohlenstoffwerte erreicht werden.   In diesem Beitrag werden die Übertragungseigenschaften des Aufkohlungsgases Acetylen bei diesen hohen Temperaturen vorgestellt und an ausgewählten Beispielen aus der industriellen Praxis die erreichten Einsparpotenziale herausgearbeitet.
Moderne Endogasherstellung in einem neuartigen Endogaserzeuger∗
Authors: Haase P. , Gräfen W. , Irretier O.
Published: December 2013

Kurzfassung

Die Erzeugung von Endogas wird seit mehr als 25 Jahren unverändert in Gasgeneratoren durchgeführt: Ein Gas-Luft-Gemisch wird in eine mit Nickelkatalysator gefüllte und beheizte Retorte eingespeist. Als Ausgangsprodukt entsteht ein Gasgemisch mit hohen Kohlenmonoxid- und Wasserstoffanteilen. Die Qualität der in der Retorte ablaufenden Gleichgewichtsreaktionen hängt wesentlich vom Temperaturprofil und der Durchströmung der Retorte ab. Problematisch sind in diesem Zusammenhang die Bildung von Ruß im Reaktionsraum und der damit einhergehende Anstieg des Strömungswiderstandes. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Erzeugung ist der schlechte Wirkungsgrad der offenen Gasbeheizung.

In diesem Beitrag wird ein neu entwickelter Endogasgenerator vorgestellt, der im Vergleich zur bisherigen Bauweise deutliche Vorteile bietet und insbesondere einen erheblich reduzierten Heizgasverbrauch aufweist.
Automatische Qualitätsregelung für die Gasabschreckung von Wälzlagerringen∗
Authors: Dijkman M. , Hunkel M. , Goch G.
Published: December 2013

Kurzfassung

Um das Kompensationspotenzial der Gasabschreckung für Verzüge optimal anzuwenden, wurde eine aus zwei kaskadierten Rückführungen bestehende Regelungsstrategie entwickelt. Diese Strategie wurde bei der Abschreckung von Ringen umgesetzt. Für eine automatische Kompensation von Rundheitsabweichungen konnte ein analytischer Ansatz hergeleitet werden, der als Basis für ein Radial-Basis-Functions-Netz dient. Simulationen zeigen, dass sich Rundheitsabweichungen um mehr als 50 Prozent reduzieren lassen, wenn das Kompensationspotenzial des Abschreckprozesses entsprechend angewandt wird.
Rundheitsänderungen bei der ungleichmäßigen Erwärmung von Wälzlagerringen∗
Authors: Surm H. , Karsch T. , Keßler O. , Hoffmann F. , Zoch H.-W.
Published: December 2013

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird der Effekt einer ungleichmäßigen Erwärmung auf die Änderung der Rundheitsabweichungen von Wälzlagerringen untersucht. Hierfür kam eine speziell konstruierte Wärmebehandlungsanlage zum Einsatz, mit der gezielt verschiedene ungleichmäßige Temperaturverteilungen in Umfangsrichtung der Ringe eingestellt werden konnten. Aus der Messung der Temperaturverteilung im Ring und den korrespondierenden Verzugsmessungen wurde der Einfluss auf die Rundheitsabweichungen infolge einer ungleichmäßigen Erwärmung analysiert. Die möglichen Verzugsmechanismen werden anhand eines einfachen Modells erläutert. Der größte Einfluss auf den Verzug erscheint von den Wärmespannungen infolge des inhomogenen Temperaturfeldes auszugehen. Große Einflüsse auf die Rundheitsänderungen werden aber auch während der Phasenumwandlung von Ferrit zu Austenit durch die auftretenden Umwandlungsspannungen und den Effekten der Umwandlungsplastizität erwartet.
Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Normung mobiler Härteprüfgeräte
Authors: Herrmann K. , Patkovszky I.
Published: December 2013

Kurzfassung

Mobile Härteprüfgeräte sind in der Praxis der industriellen Qualitätssicherung sehr weit verbreitet. Sie werden überall dort eingesetzt, wo die Proben nicht zu einem stationären Härteprüfgerät gebracht werden können, weil sie zu groß und zu schwer sind oder weil sie in einer Anlage fest eingebaut sind. Im Verlaufe der Entwicklung der mobilen Härteprüftechnik entstanden verschiedene mobile Härteprüfverfahren, die sowohl auf dynamischen als auch auf statischen Prüfverfahren beruhen. Da bei den mobilen Härteprüfgeräten bisher kaum Vorschriften über die Definition und Realisierung der Prüfverfahren vorliegen, hat sich der DINNormenausschuss „Härteprüfung von Metallen“ der Aufgabe gewidmet, Normen über die wichtigsten mobilen Härteprüfverfahren auszuarbeiten, deren Inhalt umrissen wird.