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HTM Journal of Heat Treatment and Materials

HTM Journal of Heat Treatment and Materials

Volume 64 Issue 4

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  • Journal Overview

Inhalt/Contents

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Contents

May 1, 2013 Page range: 201-201
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Kurzfassungen/Summaries

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Kurzfassungen/Abstracts

May 1, 2013 Page range: 202-205
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Vorwort

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Vorwort

Johann Grosch, Eric J. Mittemeijer, Stefan Hock, Hans-Werner Zoch, Uwe Huchel May 1, 2013 Page range: 207-207
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Fachbeiträge/Technical Contributions

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Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der thermischen Elektronenstrahl-Randschichtbehandlung von Aluminium-Legierungen

R. Zenker, A. Buchwalder, M. Klemm May 1, 2013 Page range: 208-214
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Abstract

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

S. Hoja, J. Dong, H. Klümper-Westkamp, F. Hoffmann, H.-W. Zoch May 1, 2013 Page range: 215-221
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Abstract

Kurzfassung Die Lebensdauer von Werkzeugen für die Warmumformung ist häufig durch die Entwicklung von Rissnetzen begrenzt, die sich als Folge der wechselnden Temperaturen und der daraus resultierenden Spannungen einstellen. Der Rissbildung gehen zyklische Plastizierungen voraus und die thermischen Spannungen sind die treibenden Kräfte für ein Risswachstum, welches letztendlich zum Bauteilversagen führt. In dieser Arbeit wurde das Verhalten des vergüteten Werkzeugstahls X38CrMoV5-1 bei thermischer Ermüdung unter Totaldehnungskontrolle im Temperaturbereich von 100 °C bis 650 °C untersucht. In allen Fällen konnte ein entfestigendes Werkstoffverhalten mit zunehmender Lastspielzahl festgestellt werden. Bei höheren Lastspielzahlen spielen auch Rissbildungs- und Rissausbreitungsprozesse für die sich ausbildenden zyklischen Spannungen eine Rolle. Der Einfluss von Temperaturamplitude sowie Ober-bzw. Unterspannung auf die Lebensdauer wird anhand der experimentellen Befunde diskutiert.
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Notwendige Anforderungen an Bauteile zur Sicherung der Prozessfähigkeit beim Nitrieren und Nitrocarburieren

U. Huchel, H. Klümper-Westkamp, P. Sommer, A. Spengler May 1, 2013 Page range: 222-225
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Abstract

Kurzfassung Prozessfähigkeit im Sinne der Qualitätsfähigkeit eines Fertigungsprozesses wird gewöhnlich gekennzeichnet durch einen so genannten Qualitätsfähigkeitsindex. Darunter versteht man üblicherweise die für das betrachtete Qualitätsmerkmal vorgegebene Toleranz dividiert durch die „Prozesstreubreite“. Im Unterschied zu mechanischen Fertigungen wird jedoch bei Wärmebehandlungsprozessen – insbesondere bei thermochemischen – die Sachlage meist dadurch erheblich erschwert, als die Produktqualität von diversen und zudem auch noch komplex interferierenden Einflussfaktoren abhängt. Als entscheidend erweist sich hierbei die Vorgeschichte (Herstellungsablauf) der thermochemisch zu behandelnden Bauteile. Es empfiehlt sich daher, bei der Sicherstellung der Prozessfähigkeit zwischen den Anforderungen an die Wärmebehandlungsanlage („Anlagenfähigkeit“) einerseits und denjenigen an das Bauteil andererseits zu unterscheiden. Nachfolgend werden vor allem die Anforderungen an zu nitrierende bzw. nitrocarburierende Bauteile dargelegt und diskutiert.
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The development of mixed Cr1−xAlxN nitride precipitates upon nitriding iron-based Fe-Cr-Al alloys

R. E. Schacherl, E. J. Mittemeijer May 1, 2013 Page range: 226-234
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Abstract

The development of alloying element nitrides upon gaseous nitriding of Fe–1.5 wt.-% Cr–1.5 wt.-% Al (Fe–1.6 at.-% Cr–3.1 at.-% Al) alloy was investigated, employing metallographic methods, X-ray diffractometry, electron probe microanalysis, microhardnesss measurement and (conventional, high resolution and scanning) transmission electron microscopy. It could be shown that Cr and Al do not precipitate in separate nitrides. Instead, mixed Cr 1−x Al x N nitride precipitates of cubic rocksalt crystal structure develop. Upon subsequent annealing at elevated temperature, the originally mixed nitride transforms into two binary nitrides, namely CrN (cubic rocksalt crystal structure) and AlN (hexagonal wurtzite crystal structure) by outward diffusion of Al from the initially mixed nitride.
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Zur thermischen Ermüdung des Werkzeugstahls X38CrMoV5-1

M. Lebsanft, A. Grüning, B. Scholtes May 1, 2013 Page range: 235-241
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Abstract

Kurzfassung Die Lebensdauer von Werkzeugen für die Warmumformung ist häufig durch die Entwicklung von Rissnetzen begrenzt, die sich als Folge der wechselnden Temperaturen und der daraus resultierenden Spannungen einstellen. Der Rissbildung gehen zyklische Plastizierungen voraus und die thermischen Spannungen sind die treibenden Kräfte für ein Risswachstum, welches letztendlich zum Bauteilversagen führt. In dieser Arbeit wurde das Verhalten des vergüteten Werkzeugstahls X38CrMoV5-1 bei thermischer Ermüdung unter Totaldehnungskontrolle im Temperaturbereich von 100 °C bis 650 °C untersucht. In allen Fällen konnte ein entfestigendes Werkstoffverhalten mit zunehmender Lastspielzahl festgestellt werden. Bei höheren Lastspielzahlen spielen auch Rissbildungs- und Rissausbreitungsprozesse für die sich ausbildenden zyklischen Spannungen eine Rolle. Der Einfluss von Temperaturamplitude sowie Ober- bzw. Unterspannung auf die Lebensdauer wird anhand der experimentellen Befunde diskutiert.
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Transformation of expanded austenite to an amorphous ferromagnetic surface layer during laser carburization of austenitic stainless steel

P. Schaaf, H. Binczycka, M. Kahle, S. Cusenza, D. Höche, E. Carpene May 1, 2013 Page range: 242-248
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Abstract

The presented experiments that were carried out in order to advance the understanding of the transformation of expanded austenite into an amorphous ferromagnetic surface layer during laser carburization of austenitic stainless steel. Therefore laser carburized austenitic stainless steel was investigated by means of X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, Rutherford backscattering and magneto-optical Kerr-effect. Five to seven sub-spectra attributed to different iron sites were resolved in the Mössbauer spectra for this iron-carbon austenite. The isomer shifts, the quadrupole splittings and in particular the subspectra fractions depend on the carbon content. The formation of an amorphous and soft ferromagnetic phase was found in the laser treated surface.
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Expertensystem Nitrocarburieren – Teil 1

H. Klümper-Westkamp, S. Hoja, F. Deutsch, H.-W. Zoch May 1, 2013 Page range: 249-255
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Abstract

Kurzfassung Durch die Variation der Nitrocarburierparameter sind die Eigenschaften von nitrocarburierten Bauteilen, insbesondere im Hinblick auf Verschleiß, in weiten Bereichen veränderbar. Aber auch der Werkstoff und der Vorwärmebehandlungszustand haben einen Einfluss auf das Nitrocarburierergebnis. Um Nitrocarburierschichten reproduzierbar an den verschiedenen Bauteilen in den unterschiedlichsten Öfen zu erzeugen, ist sowohl eine geeignete Mess- und Regelungstechnik als auch eine Wissens- und Datenbank, wann welche Randschicht mit welcher Eigenschaft entsteht, notwendig. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau einer solchen Datenbank. Durch sensorgeregelte Nitrier- und Nitrocarburierprozesse wurde das Dreistoffsystem Fe-N-C im Temperaturbereich des Nitrocarburierens an fünf Stählen experimentell untersucht. Die erhaltenen Daten bilden die Grundlage für das Expertensystem Nitrocarburieren.

About this journal

HTM is a bilingual (German-English) independently assessed and periodical standard publication that provides reports on all aspects of heat treatment and material technology in research and production. By publishing trend-setting contributions to research and practical experience reports, HTM helps in answering scientific questions as well as regarding investment decisions in the industry. All articles are subject to thorough, independent peer review.
HTM is the official organ of AWT – the Association of Heat Treatment and Materials Technology.
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