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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

Abstract
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.