HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 66 Issue 1

HTM Journal of Heat Treatment and Materials

Volume 66 Issue 1

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Journal Overview

Simulation der Partikelentwicklung entlang der Prozesskette geschmiedeter und einsatzgehärteter Bauteile aus mikrolegiertem 18CrNiMo7-6*

S. Konovalov, B. Clausen, F. Hoffmann, H.-W. Zoch, U. Prahl, W. Bleck May 31, 2013 Page range: 3-11

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Abstract

Kurzfassung Die Steigerung der Aufkohlungstemperatur ist eine effiziente Vorgehensweise, um die Wirtschaftlichkeit von Einsatzhärteprozessen zu erhöhen. Allerdings muss hierzu neben einer Erweiterung des Legierungskonzeptes um Niob auch die gesamte Prozesskette betrachtet werden, um eine zielgerichtete Ausscheidungsentwicklung zur Sicherstellung der Feinkornbeständigkeit einzustellen. In der hier präsentierten Arbeit wird eine numerische thermodynamikbasierte Prozesskettensimulation von alternativen Prozessketten für Getriebebauteile vorgestellt mit dem Ziel, stabile Prozesse zur Einstellung von Feinkornstabilität auch bei erhöhten Einsatztemperaturen zu identifizieren.

Veranstaltungen in Zusammenarbeit mit der AWT®

May 31, 2013 Page range: A5-A5

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HTM Praxis

May 31, 2013 Page range: A6-A14

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Untersuchung zur Umlaufbiegefestigkeit in Abhängigkeit der Prozesskette zur Herstellung von Bauteilen aus dem mikrolegierten Werkstoff 18CrNiMo7-6

B. Clausen, F. Hoffmann, H.-W. Zoch May 31, 2013 Page range: 12-23

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Abstract

Kurzfassung Zum Abschluss eines Forschungsvorhabens zur Untersuchung des Prozessketteneinflusses auf die Feinkornbeständigkeit mikrolegierter Stähle [1] wurden für zwei der untersuchten Werkstoffe Umlaufbiegeversuche mit Proben aus drei unterschiedlichen Prozessketten durchgeführt. Die Wärmebehandlungsparameter für die Einsatzhärtung wurden bei höchstmöglicher Temperatur so gewählt, dass das Ergebnis, bezüglich der Einsatzhärtung der Proben und Korngröβenverteilung in den Proben, unabhängig vom Mikrolegierungsgehalt und der Prozesskette für alle Proben gleich ist. In dieser Veröffentlichung sind zunächst die Ergebnisse für den Werkstoff 18CrNiMo7-6 dargestellt. Das Ergebnis der Umlaufbiegeprüfung unterstreicht die Erkenntnisse, die in den letzten Jahren mit dem Einsatz zunehmend verbesserter Werkstoffe erlangt wurden: Je reiner, homogener und dauerfester ein Werkstoff wird, desto gröβer werden die Streuungen im Ergebnis der Dauerprüfung. Im Rahmen der Streuungen ergab sich für alle untersuchten Prozessrouten, unabhängig vom Legierungskonzept, die gleiche Dauerfestigkeit. Ausfälle traten nur an vereinzelt im Probenvolumen auftretenden Einschlüssen auf.

The bending fatigue strength of gears in isotropic 20NiMo10 steel in as-machined, single-peened and double-peened condition

C. Temmel, B. Karlsson May 31, 2013 Page range: 24-29

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Abstract

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

Eigenspannungen in Werkzeugen und Bauteilen bei thermo-mechanisch gekoppelten Umformprozessen*

A. Grüning, M. Lebsanft, B. Scholtes May 31, 2013 Page range: 30-36

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Abstract

Kurzfassung Bei der Herstellung funktional gradierter Bauteile durch thermo-mechanisch gekoppelte Umformprozesse für den Einsatz in der Massenproduktion spielen Eigenspannungen eine groβe Rolle. Sie sind eine unvermeidbare Folge inhomogener wechselnder thermischer und mechanischer Belastungen, die während des Umformungsprozesses sowohl im Werkzeug als auch im Bauteil auftreten und in hohem Maβe von den Prozessparametern abhängen. Aufgrund ihres Einflusses auf die Belastbarkeit der produzierten Komponenten besteht ein groβes Interesse an verlässlichen Informationen über die grundlegenden Prozesse, die zu ihrer Entstehung und Verteilung führen. Diese Arbeit soll einen Überblick über die Entstehung von Eigenspannungen in Werkzeugen (X38CrMoV5-1), die zur thermo-mechanisch gekoppelten Umformung von zylindrischen Flanschwellen (51CrV4) eingesetzt werden, geben. Die Belastung des Werkzeugs wurde durch thermische Erm—dungsversuche simuliert, aus denen Informationen über das zyklische Spannung-Dehnung-Verhalten während des Umformprozesses gewonnen wurden. Des Weiteren wird der Eigenspannungszustand der erzeugten Flanschwelle gezeigt und diskutiert. Auβerdem wird auf die Herausforderungen zur Vermeidung von Zugeigenspannungen bei spanender Bearbeitung gradierter Strukturen eingegangen. Diese lassen sich durch entsprechende Anpassung der Schnittparameter vermeiden.

Verbessertes Umformverhalten von höchstfesten 7xxx-Aluminiumblechen durch Halbwarmumformen*

N. Sotirov, P. Simon, T. Waltenberger, D. Uffelmann, C. Melzer May 31, 2013 Page range: 37-43

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Abstract

Kurzfassung Die AlZnMgCu-Legierungen, die im Flugzeugbau bereits eine breite Anwendung finden, gehören zur Gruppe der aushärtbaren Aluminiumlegierungen und zeichnen sich als Blechwerkstoff durch hohe statische Festigkeiten (bis zu 700 MPa) aus. Das geringe spezifische Gewicht verbunden mit der hohen Festigkeit dieser Legierungsklasse ermöglicht deutliche Gewichtsreduktion bei gleicher Bauteilsteifigkeit im Vergleich zum Konkurrenzwerkstoff Stahl. Zur Verbesserung des bei Raumtemperatur geringen Umformvermögens der AlZnMgCu-Legierungen ist der Einsatz von Umformverfahren bei erhöhten Temperaturen erforderlich. Ein aussichtsreicher Ansatz zur Verbesserung der Umformbarkeit der höchstfesten Aluminiumlegierungen ist die Erhöhung der Temperatur in den Bereich des Halbwarmumformens unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs. Im vorliegenden Beitrag werden anhand von Finite-Elemente-Prozesssimulationen und Umformversuchen die Potenziale zur Realisierung komplexer Tiefziehbauteile aus der höchstfesten AlZnMgCu-Legierung AMAG TopForm® UHS durch Halbwarmumformen gezeigt.

Wärmearmes Fügen von segmentierten Werkzeugen mit Hilfe der Klebetechnik*

M. Wirts-Rütters, B. Schneider, B. Denkena, B. Konopatzki, R. Wloka May 31, 2013 Page range: 44-51

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Abstract

Kurzfassung Für das Auftrennen von Natursteinblöcken durch Trennschleifen mittels kreisförmiger Trennscheiben werden Grundkörper aus Stahl (Stammblatt) verwendet, an deren Umfang gesinterte Schleifsegmente aufgelötet oder lasergeschweiβt werden. Von diesen Fügeverfahren gehen eine Reihe nachteiliger Auswirkungen durch erhöhte Prozesstemperaturen aus. Das Kleben als wärmearmes Fügeverfahren umgeht diese Nachteile durch eine weitaus geringere Fügetemperatur. Für eine anforderungsgerechte Klebefuge wurde eine Geometrieoptimierung durchgeführt. Zudem wurde ein Instandsetzungsmodul zur teilautomatisierten Bestückung bzw. Reparatur von Stammblättern entwickelt und gebaut. Die so hergestellten geklebten Blätter bzw. Bauteilproben wurden in realen Trennversuchen bzw. in verschiedenen quasistatischen und dynamischen Messreihen auf ihre Festigkeitskennwerte geprüft.

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.