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Entstehung und Ursachen von Eigenspannungen beim Gasnitrieren chromlegierter Stähle
Authors: Günther D. , Hoffmann F. , Hirsch T. 
Published: December 2013

KurzfassungDie mechanischen Eigenschaften nitrierter Bauteile werden in starkem Maße durch die sich bei der Nitrierung ausbildenden Eigenspannungen in der Verbindungs- und Diffusionsschicht bestimmt. Dabei wird der Eigenspannungszustand bei einer gegebenen Nitriertemperatur maßgeblich durch die Nitrierkennzahl und den Werkstoff selbst beeinflusst, während die Eigenspannungsausbildung bei der Abkühlung durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der einzelnen Nitridphasen und des Grundwerkstoffes sowie durch Ausscheidungsbildung bestimmt wird. Noch bis vor einigen Jahren konnten Eigenspannungsmessungen an nitrierten Bauteilen nur nach einer Nitrierbehandlung durchgeführt werden, was zu einem erheblichen Kenntnismangel hinsichtlich der Beeinflussung und Ausbildung von Eigenspannungszuständen während eines Nitrierprozesses führte. Aus diesem Grunde wurde am IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Bremen eine spezielle Nitrierapparatur entwickelt, die in ein Röntgendiffraktometer eingebaut wurde. Dadurch ist es möglich, die Entstehung und die Ursachen von Nitriereigenspannungen sowohl vor, nach als auch während einer konventionellen Gasnitrierbehandlung und der Abkühlung mit röntgenographischen Methoden in situ zu untersuchen. Experimentelle Ergebnisse an unlegierten Kohlenstoffstählen wurden bereits vorgestellt. Mithilfe dieser Messapparatur werden jetzt die Veränderungen der Eigenspannungen während einer Nitrierung und Abkühlung in den einzelnen Phasen der Verbindungs- und Diffusionsschicht der Stähle 42CrMo4 und 31CrMoV9 dargestellt. Es zeigte sich dabei, dass die Eigenspannungen in der Verbindungsschicht weitgehend konstant sind, während die zu Beginn der Nitrierung in der Diffusionsschicht vorliegenden hohen Druckeigenspannungen durch die Bildung von Chromnitridausscheidungen abnehmen.
Überblick zum Stand der Technik beim Sprühkompaktieren von unlegierten und niedriglegierten Stählen
Authors: Tinscher R. , Spangel S. , Bomas H. 
Published: December 2013

KurzfassungAls ein vergleichsweise neuartiges Urformverfahren bietet das Sprühkompaktieren die Möglichkeit zur Herstellung homogener und seigerungsfreier metallischer Werkstoffe, die damit eine sehr gute Basis für die Weiterverarbeitung in Form von Warmumformung und Wärmebehandlung schaffen. Am Beispiel des Stahles 100Cr6 wird dargestellt, inwieweit durch die Anwendung des Sprühkompaktierens in Kombination mit den Verfahrensschritten Warmumformung und Wärmebehandlung die Erzeugung von homogenen und hochfesten Werkstoffzuständen realisiert werden kann. Eine abschließende Beurteilung der Ergebnisse erfolgt dabei durch Vergleiche hinsichtlich Gefüge und mechanischer Eigenschaften mit Arbeiten an konventionell erzeugtem 100Cr6. Dieser erste Teil der Veröffentlichung „Werkstoffentwicklung durch Sprühkompaktieren am Beispiel des Stahles 100Cr6“ beleuchtet zunächst den Stand der Technik beim Sprühkompaktieren. Es werden das Verfahrensprinzip, die wesentlichen Prozessparameter und deren Bedeutung für den Gesamtprozess sowie die daraus resultierenden charakteristischen Eigenschaften sprühkompaktierter un- und niedriglegierter Stähle dargestellt.
Steigerung der Härte nichtrostender martensitischer Stähle∗
Authors: Berns H. , Karlsohn M. , Schmalt F. , Trojahn W. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Nichtrostende martensitische Stähle erreichen auch bei hohem Kohlenstoffgehalt kaum mehr als eine Ansprunghärte von 60 HRC und bleiben damit um rund 5–6 HRC unter der Härte niedriglegierter Stähle. Die Ursache liegt im höheren Restaustenitgehalt der nichtrostenden Stähle und es stellt sich die Frage, welche Möglichkeiten zu seiner Verringerung oder nachträglichen Umwandlung bestehen. Untersucht wird der Einfluss von Stickstoff, Kaltumformen, Tiefkühlen und Anlassen auf die Härtesteigerung. Dazu wurden vier nichtrostende Stähle ausgewählt, die mit C, N oder C+N legiert sind. Es zeigt sich, dass durch die Wahl der Härte-, Tiefkühl- und Anlasstemperatur eine Härte von 61 HRC zu erreichen ist, die durch Stauchumformung auf 68 HRC angehoben werden kann. Nach dem Kugelstrahlen liegt eine Randschichthärte von 66 HRC vor. In einem nachgestellten Festwalzversuch war die gewählte Belastung zu hoch, sodass neben hoher Härte Risse auftraten.
Steigerung der Gebrauchsdauer von wälzbeanspruchten Bauteilen unter verschmutztem Schmierstoff∗
Authors: Günther D. , Hoffmann F. , Mayr P. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Mit zunehmender Verschmutzung der Schmierstoffe nimmt die Lebensdauer von Wälzlagern ab. Die im Schmierstoff befindlichen Partikel führen in der Wälzkontaktzone zu einer lokalen Überhöhung der Flächenpressung, in deren Folge Anrisse und Pittingbildung auftreten können. Die Anrissempfindlichkeit von Kugellagerstählen kann durch spezielle Wärmebehandlungen, die z.B. zur Stabilisierung des Restaustenits im Randbereich bzw. zu randschichtverfestigenden Zuständen und Ausscheidungen fein verteilter Carbide führen, signifikant verringert werden, was sich in einer Erhöhung der Lebensdauer beim Einsatz von Wälzlagern in verschmutzten Medien niederschlägt. Im Rahmen eines FVA/AiF-Forschungsvorhabens wurden am IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Bremen zu diesem Thema Untersuchungen an Wälzlagern durchgeführt. Die Ergebnisse dazu werden in dieser Veröffentlichung dargestellt. Es wird gezeigt, wie durch geeignete Wärmebehandlungsmaßnahmen die Lebensdauer von Wälzlagerstählen auch unter verschmutzten Schmierbedingungen weiter gesteigert werden kann, wobei die Ergebnisse der Prüfung der Wälzlagereigenschaften vor und nach dem Einsatz ausführlich diskutiert werden.
Verzugskompensation mittels Gasabschreckung in flexiblen Düsenfeldern∗
Authors: Schüttenberg S. , Frerichs F. , Hunkel M. , Fritsching U. , Mayr P. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Bei der Abschreckung von Bauteilen innerhalb des Wärmebehandlungsprozesses besteht die Möglichkeit einer gezielten Kompensation von Verzugspotenzialen. Hierfür geeignete Wärmeübergangsbedingungen sind im Gasabschreckprozess durch die Aufprägung und Regelung eines angepassten (räumlich und/oder zeitlich variierenden) Strömungsfelds auf der Basis von flexiblen Düsenanordnungen realisierbar. Zur Untersuchung des durch Wärmebehandlungen ausgelösten Bauteilverzugs wird der lokal asymmetrische Abschreckvorgang in gasförmigen Medien analysiert und modellmäßig beschrieben. Das Potenzial von Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Reduzierung von Bauteilverzügen wird hier auf der Basis von Simulationsrechnungen abgeschätzt. Ziel der Untersuchungen ist es, auf der Basis eines integralen Prozessmodells die Inline-Steuerung asymmetrischer Abkühlbedingungen als verzugskompensierender Maßnahme im Abschreckprozess vorzunehmen. In diesem Beitrag wird die Prozesstechnik zur Verzugskompensation durch asymmetrische Abkühlbedingungen an Modellgeometrien in flexiblen Gasdüsenfeldern vorgestellt. Aus der Simulation der Strömungsbedingungen im Abschreckmedium und des Werkstückverhaltens im Abschreckprozess lässt sich in einem integralen Gesamtmodell für den Prozess des Gasabschreckens das Potenzial für eine Verzugskompensation ermitteln.
Zur Eignung von Mess- und Prüfmitteln∗
Authors: Dengel D. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Der Begriff Genauigkeit spielt in der Mess- und Prüftechnik eine zentrale Rolle, er wird jedoch häufig unscharf oder sogar missverständlich verwendet. Die in den einschlägigen Normen und Richtlinien inzwischen weltweit vorgenommene Unterteilung dieses Begriffes in die Unterbegriffe Richtigkeit und Präzision erlaubt zwar einerseits die exakte Quantifizierung der Genauigkeit, stößt aber andererseits aufgrund von oft weitschweifiger und unbefriedigender Erörterung beim Anwender nicht selten auf Unverständnis. Der vorliegende Beitrag widmet sich dieser Thematik mit der Zielsetzung einer kompakten Darstellung der wichtigsten Problempunkte. Am Ende gibt er praktische Hinweise für die Erledigung von Kalibrieraufgaben in Industrie, Forschung und Entwicklung.
Ein neues Messverfahren zur Bestimmung von Kohlenstoffprofilen∗
Authors: Wilbrandt P.-J. , Gegner J. , Kirchheim R. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Basierend auf der Sekundärionenmassenspektrometrie als mikrochemische Analysemethode wird ein neues Messverfahren zur Bestimmung von Kohlenstofftiefenverläufen in Eisenwerkstoffen mit hoher Genauigkeit und Ortsauflösung in die Laborpraxis eingeführt. Die Untersuchung erfolgt an metallografisch präparierten Probenquerschnitten. Nach einer detaillierten Verfahrensbeschreibung werden typische Anwendungsfälle aus der Schadensanalyse, Wärmebehandlungstechnologie und Materialforschung diskutiert. Dabei wird u. a. auch eine neue experimentelle Technik zur Messung des Diffusionskoeffizienten von Kohlenstoff in der Austenitphase niedriglegierter Stähle vorgestellt.
Beispiele zur Schädigung von Warmarbeitswerkzeugen
Authors: Berns H. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Aus Schäden bei der Verarbeitung und dem Betrieb von Warmarbeitswerkzeugen können Maßnahmen gegen frühzeitigen Ausfall abgeleitet werden. Bei der bekannten thermischen Ermüdung durchläuft die Rissfortschrittsgeschwindigkeit ein Maximum und im Maximum der Radialspannung entstehen unter der Oberfläche Querrisse, die zu Ausbrüchen führen. Die Verarbeitung von Al-Legierungen kann die Bildung harter intermetallischer Verbindungen bis hin zum Fe2Al5 hervorrufen, die bei Strangpress- und Druckgießwerkzeugen die thermische Ermüdung unterstützen. Das gilt auch für das Warmkammerdruckgießen von Mg-Legierungen, die in der Regel Al enthalten. Das Auftreffen der Al-Schmelze bewirkt eine Erosion vor allem an vorstehenden Stiften und Stegen einer Druckgießform. Beim Strangpressen von Cu-Legierungen kann das Eindringen von Schwermetall die Korngrenzen des Werkzeugstahles schwächen. Eine Überdosis von Schmiermittel löst in Schmiedegesenken kanalartige Erosionsschäden aus. Durch thermisch-mechanische Stahlerweichung wächst der Kantenverschleiß. Völlig vermeiden lassen sich die meisten Schädigungsformen nicht.
Einfluss charakteristischer Werkstoffeigenschaften auf die Zerspanbarkeit bei hohen Schnittgeschwindigkeiten
Authors: Pouteau Ph. , Sölter J. , Lübben Th. , Walter A. , Hoffmann F. , Brinksmeier E. , Mayr P. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Bei der spanenden Bearbeitung ändert sich mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit die Art der Spanbildung. Dieser Effekt wird von den Eigenschaften des eingesetzten Werkstoffs wesentlich beeinflusst. Aus diesem Grunde wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens die Spanbildungsmechanismen bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung verschiedener metallischer Werkstoffe untersucht. Ziel der Forschungsarbeiten war es, durch eine Variation der mechanischen, thermischen und strukturel-len Werkstoffeigenschaften, deren Einfluss auf die Spanbildung bei hohen Schnittgeschwindigkeiten zu ermitteln. Dazu wurde bei Versuchen zum Außenlängsdrehen die Übergangsschnittgeschwindigkeit vHSC ermittelt, welche den Bereich der konventionellen Zerspanung von der Hochgeschwindigkeitszerspanung abgrenzt. Die Variation der thermischen und mechanischen Werkstoffeigenschaften wurde durch den Einsatz verschiedener Werkstoffe realisiert. Die gezielte Veränderung mikrostruktureller Werkstoffeigenschaften erfolgte durch ausgewählte Wärmebehandlungen vor der Zerspanung.
Warmwalzen und Wärmebehandlung von sprühkompaktiertem Stahl 100Cr6
Authors: Tinscher R. , Bomas H. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Wie im Teil 2 [1] dargestellt, bietet das Sprühkompaktieren ausgezeichnete Voraussetzungen zur Erzeugung homogener metallischer Werkstoffe. Jedoch erscheinen die für sprühkompaktierte Produkte charakteristische Porosität im Randbereich sowie das vergleichsweise grobe Gefüge nach dem gegenwärtigen Stand der Technik noch als unvermeidbar und machen in Analogie zur konventionellen Stahlerzeugung eine nachfolgende Warmumformung erforderlich. Im Teil 3 dieser Arbeit wird dargestellt, inwieweit durch eine dem Sprühkompaktieren folgende Warmumformung und Wärmebehandlung eine Optimierung des sprühkompaktierten Gefüges erreicht werden kann.
Experimentelles Verfahren zur Ermittlung von Wärmeübergangskoeffizienten bei der Hochdruck-Gasabschreckung∗
Authors: Heuer V. , Löser K. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Es wird ein neues Verfahren zur experimentellen Ermittlung von Wärmeübergangskoeffizienten (WÜK) bei der Hochdruck-Gasabschreckung vorgestellt. Bei diesem Verfahren wird die Analogie zwischen Wärme- und Stoffübertragung genutzt. Es ermöglicht die Visualisierung des Wärmeübergangs und damit die qualitative und quantitative Ermittlung lokaler Wärmeübergangskoeffizienten an gasabgeschreckten Bauteilen. Die Visualisierung basiert auf einer chemischen Reaktion mit Farbumschlag. Zur quantitativen Ermittlung wurde zunächst eine Kalibrierung zwischen der Stärke des Farbumschlags und der Höhe des Wärmeübergangskoeffizienten vorgenommen. Die lokalen Wärmeübergangskoeffizienten wurden für verschiedene Wärmebehandlungschargen aus Zahnrädern bestimmt. Mithilfe der Visualisierung wurden Unterschiede im Wärmeübergangskoeffizienten am einzelnen Zahnrad sowie Unterschiede innerhalb einer Charge detektiert. Somit wird eine weitere Optimierung der Verfahrens- und Anlagentechnik zur Hochdruck-Gasabschreckung ermöglicht. Zudem können die experimentell ermittelten lokalen Wärmeübergangskoeffizienten als Randbedingungen für numerische Simulationsrechnungen verwendet werden.
Randschichtschädigung beim Härten und Einsatzhärten von Stählen∗
Authors: Clausen B. , Hoffmann F. , Zoch H.-W. , Mayr P. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Die Oxidation von Legierungselementen in der Randschicht von in Gasatmosphären behandelten Proben führt zum einen zur Bildung von harten Oxiden, denen eine erhebliche Kerbwirkung bei schwingender Belastung zugeordnet wird. Zum anderen werden härtbarkeitssteigernde Legierungselemente durch diese Oxidbildung abgebunden, so dass es zum Auftreten nichtmartensitischer Gefügebestandteile in der Randschicht kommen kann. Bei der Behandlung mit Niederdruckverfahren tritt keine Oxidation auf, wodurch diese Verfahren vielfach als Lösung für die Reduzierung der Randschichtschädigung im Einsatzhärtungs- und Härteprozess gesehen werden. Um so überraschender erscheint es, dass mit im Niederdruckverfahren einsatzgehärteten Proben keine Steigerung der Dauerfestigkeit zu erreichen ist. Die Ergebnisse eines Forschungsvorhabens zur Untersuchung und Reduzierung der Randschichtschädigungseffekte beim Härten und Einsatzhärten werden vorgestellt und diskutiert.
Neue Werkzeugwerkstoffe aus Pulvermischungen∗
Authors: Schneiders T. , Berns H. , Theisen W. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Die Pulvermetallurgie bietet verschiedenste Möglichkeiten, Werkzeugwerkstoffe herzustellen. Ein bekannter Weg ist die Erzeugung von Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen (MMC) durch Mischen und heißisostatisches Pressen (HIP) von Werkzeugstahlpulver mit Hartpartikeln. Im ersten Teil dieser Arbeit werden die monolithischen Hartpartikel durch Cluster von feinen Hartphasen ersetzt. Auf diese Weise erhält man Werkstoffe mit einer zweistufigen Dispersion von Hartphasen. Diese Werkstoffe weisen gegenüber den reinen Werkzeugstählen einen erhöhten Verschleißwiderstand sowie eine bessere Bruchzähigkeit als MMC auf. Da es bei der Herstellung dieser Werkstoffe z.T. zu Interdiffusion kommt, liegt es nahe, diesen Effekt zur Herstellung weiterer Werkstoffe auszunutzen. Im zweiten Teil der Untersuchungen wurde dies durch Zugabe von Grafit und zum Teil auch Elementpulvern zu Werkzeugstahlpulver umgesetzt. Dieses Diffusionslegieren ermöglicht eine In situ-Hartphasenerzeugung während des HIP-Prozesses. Es können Gefüge mit feinerer oder gröberer Carbidstruktur erzeugt werden, die durch Schmelzmetallurgie oder konventionelles Pulververdüsen nicht darzustellen sind.
Auswirkung zyklischer Temperaturänderungen beim Laserstrahlhärten auf den Randschichtzustand von vergütetem 42CrMo4
Authors: Mioković T. , Schulze V. , Vöhringer O. , Löhe D. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Bei der Laserstrahlhärtung von Stählen lassen sich bei geeigneter Temperatur-Zeit-Führung durch Gefüge, Eigenspannungs- und Verfestigungszustand charakterisierte Randschichtzustände erzeugen, die verbesserte mechanische und tribologische Eigenschaften aufweisen. Das Spektrum der bei derartigen Behandlungen erzielbaren Zustände ist, insbesondere bei zyklischen Temperaturänderungen, bislang nicht untersucht. In der vorliegenden Arbeit werden daher systematische Untersuchungen zum Laserstrahlhärten mit zyklischen Temperaturänderungen am niedriglegierten Vergütungsstahl 42CrMo4 vorgestellt. Die unter Variation von Erwärmgeschwindigkeit, Abkühlgeschwindigkeit, Zyklenzahl und Minimaltemperatur entstehenden Gefüge werden anhand der sich einstellenden Härtetiefenprofile analysiert und bewertet.
Hochtemperatur-Aufkohlen – Einflüsse auf das Verzugsverhalten schwerer Getriebebauteile∗
Authors: Kleff J. , Hock St. , Kellermann I. , Fleischmann M. , Küper A. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Das Aufkohlen von Getriebebauteilen oberhalb 950°C wurde schon vor mehr als 20 Jahren intensiv diskutiert, aber eine breite Einführung des Hochtemperatur-Aufkohlens in die industrielle Fertigung ist bisher noch nicht erfolgt. Die unzureichende Feinkornbeständigkeit der Einsatzstähle sowie temperaturkritische Komponenten von Wärmebehandlungsanlagen waren die wesentlichen Gründe dafür. Mit Optimierung der Gehalte an Aluminium und Stickstoff in konventionellen Einsatzstählen und der Entwicklung mikrolegierter Einsatzstähle mit Niob und Titan sowie moderner Öfen zur Wärmebehandlung stehen heute sowohl die Werkstoffe als auch die Wärmebehandlungsanlagen für das Hochtemperatur-Aufkohlen bereit. Gerade für schwere Getriebebauteile mit großer Einsatzhärtungstiefe kann die erforderliche Dauer der Wärmebehandlung durch eine angehobene Aufkohlungstemperatur deutlich verkürzt werden. Voraussetzung für eine Serienfertigung sind aber minimal streuende Maß- und Formänderungen der Bauteile nach dem Einsatzhärten. Am Beispiel verschiedener schwerer Getriebebauteile wurden die verzugskritischen Kenngrößen nach dem Einsatzhärten bei Aufkohlungstemperaturen von 930°C, 980°C und 1050°C sowie unterschiedlichen Erwärm- und Abkühlverläufen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen keine Verschlechterung des Verzugsverhaltens der Bauteile bei optimierter Temperaturführung auch für sehr hohe Aufkohlungstemperaturen. Maß- und Formänderungen sind daher mit höherer Aufkohlungstemperatur nicht zwingend größer als bei heutiger Serienbehandlung.
Einfluss von gezielt asymmetrischen Fertigungsbedingungen auf den Verzug von Wellen infolge von Abschreckprozessen∗
Authors: Frerichs F. , Lübben Th. , Hoffmann F. , Mayr P. , Zoch H.-W. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Das Maß- und Formänderungsverhalten von Bauteilen beim Abschrecken kann in der Bauteilvorgeschichte und dem dabei aufgebauten Verzugspotenzial begründet sein. Dieser Anteil des Verzugspotenzials wird durch Asymmetrien und Inhomogenitäten in der Geometrie (Massenverteilung), der Seigerungen und der Gefüge- und der Eigenspannungsverteilung gebildet. Zusätzlich kann aber auch der Wärmebehandlungsprozess, speziell der Abschreckprozess, Verzüge verursachen. In der vorliegenden Arbeit wird über Versuche berichtet, in denen einzelne Beiträge zum Verzugspotenzial gezielt erhöht, während alle anderen Beiträge zum Verzugspotenzial minimiert wurden. Durch diese Vorgehensweise ließ sich eine klare Trennung der Verzugsursachen herbeiführen. Durch die gezielte Erhöhung einzelner Beiträge soll die Wirkungsweise und das Potenzial dieser Beiträge ausgelotet werden.
Überlappende Härtespuren beim Laserstrahlhärten CVD-beschichteter Stähle∗
Authors: Sotirov N. , Keßler O. , Hoffmann F. , Zoch H.-W. 
Published: December 2013

Kurzfassung
Umform- und Schneidwerkzeuge werden häufig durch die Kombination von CVD (Chemical Vapor Deposition)-Hartstoff-Beschichten und durchgreifendem martensitischen Härten behandelt. Das Kombinationsverfahren CVD-Beschichten mit anschließendem Laserstrahlhärten bietet eine alternative Möglichkeit zur schnellen und verzugsarmen Nachwärmebehandlung von CVD-beschichteten Stahlsubstraten. Der Laserstrahl ermöglicht auf flexible Weise, die Bauteiloberfläche lokal begrenzt zu austenitisieren und durch Selbstabschreckung martensitisch zu härten. Die guten Eigenschaften sowohl der Hartstoffschicht als auch des Substrates können hierbei genutzt werden. Die Hartstoffschicht besitzt einen hohen Verschleißwiderstand und das Substrat besitzt nach einer geeigneten Wärmebehandlung eine hohe Festigkeit. Insbesondere an Anfangs- und Endpunkten bei geschlossenen Konturen kann es dabei zu überlappenden Härtespuren kommen. Überlappende Härtespuren wurden an HT-CVD TiN-beschichteten Flachproben der Stahlsubstrate 42CrMo4 und X153CrMoV12 hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Gefüge, Eigenschaften, Eigenspannungen und Verzug untersucht.
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.