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HTM Journal of Heat Treatment and Materials

HTM Journal of Heat Treatment and Materials

Volume 66 Issue 3

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Kurzfassungen/Abstracts

May 31, 2013 Page range: 1-4
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Veranstaltungen in Zusammenarbeit mit der AWT®

May 31, 2013 Page range: A3-A3
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HTM Praxis

May 31, 2013 Page range: A4-A21
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Inhalt/Contents

May 31, 2013 Page range: 125-126
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Untersuchungen zum Plasmanitrieren von Stählen mit einem Aktivgitter*

I. Burlacov, H.-J. Spies, H. Biermann, S. Köhler, K. Börner May 31, 2013 Page range: 127-134
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Abstract

Kurzfassung Das Plasmanitrieren mit einem Aktivgitter ist ein neuer plasmagestützter Nitrierprozess mit einem hohen Anwendungspotenzial. Obwohl sich das Verfahren im zunehmenden Maβe in der industriellen Praxis bewährt, besteht für seine effektive Nutzung noch ein erheblicher Bedarf an wissenschaftlichen Untersuchungen zur Klärung wesentlicher Wirkungszusammenhänge. Untersuchungen zum Verhalten unterschiedlicher Stähle beim Nitrieren in einer industriellen Anlage in Abhängigkeit von den Behandlungsbedingungen gestatten eine Abschätzung der Möglichkeiten und Grenzen des neuen Verfahrens. Ein Vergleich mit den in einer Laboranlage erzielten Ergebnissen ermöglicht Rückschlüsse auf den Einfluss der Anlagengröβe. Aus der In-situ-Untersuchung der im Plasma vorhandenen Spezies mit Hilfe der Massenspektrometrie ergeben sich Hinweise auf die Mechanismen des Stoffüberganges.

Evolution of residual stress in the diffusion zone of a model Fe-Cr-C alloy during nitriding*

S. Jegou, L. Barrallier, R. Kubler, M. A. J. Somers May 31, 2013 Page range: 135-142
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Abstract

Development and evolution of compressive residual stress during nitriding treatment are studied. A model carbon iron-based alloy Fe-3wt.%Cr-0.35wt.%C was nitrided in gas at 550 °C for different times. Microstructural investigation indicated an influence of the transformation and the associated carbon diffusion on the in-situ relaxation of residual stress induced by nitride precipitation. The transformation of initially present carbides into nitrides and the associated carbon accumulation ahead of the nitriding front is particularly taken into account. The distribution of residual stress in the nitrided case was predicted with a self-consistent mechanical model, using the volume changes associated with the phase transformations. To this end the nitrogen and carbon concentration distributions were converted into the equilibrium phase fractions of carbides and nitrides. An excellent correlation was obtained between experimental (X-ray diffraction analysis) and, thus, calculated independent residual stress distributions in the ferrite matrix.

Nitrierschichten für das ultrapräzise Diamantbearbeiten von Werkzeugen der Glas- und Kunststoffabformung*

S. Hoja, J. Dong, H. Klümper-Westkamp, F. Hoffmann, W. Preuβ, J. Osmer, R. Gläbe May 31, 2013 Page range: 143-149
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Abstract

Kurzfassung Die Massenproduktion hochgenauer Optikkomponenten erfolgt durch Blankpressen von Glas oder Spritzprägen von Kunststoff. Dabei sind die Herstellung und die Standzeit der dafür verwendeten Formeinsätze die Kosten bestimmenden Faktoren für die Massenfertigung. Eine Hochpräzisionsbearbeitung von Stahlformeinsätzen mit Diamantwerkzeugen war bisher aufgrund des extrem hohen Werkzeugverschleiβes nicht möglich. Durch Nitrieren vor der Bearbeitung kann die Randschicht so modifiziert werden, dass bei der Bearbeitung geringerer Verschleiβ am Diamanten auftritt. Im vorliegenden Artikel wird die gesamte Fertigungskette zur Herstellung von Formeinsätzen nach der neuen Technologie durchlaufen. Die an Stählen mit unterschiedlicher Legierungszusammensetzung erzeugten Verbindungsschichten wurden charakterisiert und anschlieβend Diamant gefräst bzw. gedreht. Die durch Diamantbearbeitung hergestellten Stahl-Formeinsätze mit konvexen und konkaven sphärischen und asphärischen Konturen besitzen eine ebenso gute Formhaltigkeit und Oberflächenrauheit wie konventionell gefertigte Einsätze. Beim Spritzgieβen von Kunststofflinsen haben sich die neuartigen Formeinsätze bereits bewährt. Die weiteren Herausforderungen an die Forschung bestehen vor allem darin, die Dicke der Verbindungsschichten zu erhöhen und eine auch für das Heiβpressen von Glaslinsen geeignete Stahllegierung zu finden, in der sich diamantbearbeitbare Verbindungsschichten erzeugen lassen.

Study on nitrogen in martensitic stainless steels

N. Krasokha, H. Berns May 31, 2013 Page range: 150-164
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Abstract

Pressure metallurgy is a means of increasing the nitrogen content and thereby the resistance of stainless martensitic steels to pitting corrosion. The present study on their constitution and heat treatment reveals that even at normal pressure more nitrogen is dissolved in the melt if the carbon content increases, because the fraction of ferrite is reduced during solidification. Nitrogen is dissolved more readily during austenitisation than carbon which lowers the C/N ratio at hardening temperature and thus is likely to improve the corrosion resistance of martensite after quenching. As the stability of retained austenite is increased by nitrogen a strain induced transformation by ausforming is discussed.

Verzugskompensation von Wälzlagerringen durch Festwalzen

B. Beekhuis, D. Meyer, E. Brinksmeier, J. Epp May 31, 2013 Page range: 165-174
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Abstract

Kurzfassung In der Herstellung dünnwandiger Bauteile wie z. B. von Wälzlagerringen treten an verschiedenen Prozessschritten unerwünschte Maβ- und Formänderungen auf. Die Korrektur des Verzugs bedingt erhöhte Aufmaβe bei der kostenintensiven Hartbearbeitung durch Schleifen oder Honen. Die Arbeiten des Sonderforschungsbereichs 570 „Distortion Engineering“ zielen sowohl auf eine prozessübergreifende Betrachtung des Verzugs als auch auf die Verzugsbeherrschung in einzelnen Prozessschritten ab. In den hier vorgestellten Arbeiten wird der neue Ansatz verfolgt, einspannungsbedingte Biegelastspannungen durch Festwalzen in der Randschicht dünnwandiger Ringe zu speichern und somit auftretende Formabweichungen zu kompensieren. Es wird gezeigt, dass eine gewünschte Formänderung durch Variation von Einspannlage, Festwalzkraft sowie Spannkraft reproduzierbar erzielt werden kann und demnach ein hohes Potenzial zur Verzugskompensation besteht.

Integration des Gasabschreckens in das Strangpressen von Aluminiumlegierungen – eine Machbarkeitsstudie*

S. Schöne, M. Reich, O. Keßler May 31, 2013 Page range: 175-181
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Abstract

Kurzfassung Das Strangpressen ist ein wichtiges Formgebungsverfahren für metallische Werkstoffe. Die aushärtbaren Aluminium-Knetlegierungen EN AW-6082 und EN AW-7020 besitzen im erwärmten Zustand die für das Strangpressen notwendigen Verformungseigenschaften. Die Festigkeit der Legierungen lässt sich durch das Ausscheidungshärten, bestehend aus den Teilschritten Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern, verbessern. Gelingt es, das Lösungsglühen in den Strangpressprozess zu integrieren, lässt sich so das separate Lösungsglühen einsparen und damit die Prozesskette verkürzen. Beide Legierungen erfordern mittlere bis geringe Abkühlraten, welche bei entsprechendem Profilquerschnitt in einem Gasdüsenfeld erzielt werden können. In dieser Arbeit werden experimentelle Untersuchungen vorgestellt, anhand derer die Möglichkeit beurteilt wurde, Pressstränge aus der Presshitze heraus in einem Düsenfeld abzuschrecken.

Ursachen und Einflussgröβen des Verzugs in der Prozesskette eines Aluminium-Druckgussbauteiles*

O. Karsten, K. Schimanski, A. von Hehl, H.-W. Zoch May 31, 2013 Page range: 182-191
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Abstract

Kurzfassung Die Wirtschaftlichkeit von Produktionsabläufen ist eng mit der fortlaufenden Weiterentwicklung der Fertigungsprozesse verknüpft. Nach der abschlieβenden Wärmebehandlung in der Herstellungskette von Aluminium-Vacural-Druckgussbauteilen treten häufig Maβ- und Formänderungen auf, die ein Richten erfordern. Die Einflussparameter auf die Verzugsgröβe sind jedoch vielschichtig und insbesondere die Verzugsmechanismen sind häufig unbekannt. Mittels eines systemorientierten Ansatzes nach dem Distortion Engineering wurde das Verzugsverhalten entlang der Fertigungskette eines Aluminium-Druckgussbauteils untersucht. Auch nach optimierter Chargierung wurden signifikante Formabweichungen nach dem Lösungsglühen sowie nach dem Gieβen und Abschrecken festgestellt. Auf Basis verzugssensitiver Produktionsschritte und der Kenntnis verzugskritischer Bauteilbereiche wurden Kompensationsstrategien abgeleitet, die Richtaufwendungen am Ende der Fertigungskette vermeiden können.

Influence of casting conditions on the solution treated microstructure of Ni-base superalloy

Nader El-Bagoury May 31, 2013 Page range: 192-199
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Abstract

Ni-base superalloy specimens were cast under different superheat levels, low and high, and various cooling rates. Solution treatment was carried out for 2 h at 1120 °C or 1180 °C then air cooled. The solution treatment at 1120 °C represents the standard solution treatment (SST) while that at 1180 °C represents the modified solution treatment (MST). DSC measurements, SEM and EDS emphasized that the α nodular and interdendritic γ/γ' phases found in as cast structure were entirely removed after solution treatment either at 1120 °C or 1180 °C. The volume fraction of η phase in microstructure of all specimens decreased with MST in comparison with SST. After SST and MST, needle like η phase had disappeared except in alloy H1 that was produced under lower cooling rate and high superheat, with SST. In addition to needle like shape, platelet η phase was found in the microstructure of H1 alloy after SST. The microstructure of other alloys contains η phase only with platelet shape. Generated metastable nano-scale γ' particles precipitated in alternating layers with η phase at the expense of transformed η phase. At the platelet η phase circumference, new γ phase with high Cr content was formed at the expense of the dissolved η phase during solution treatment.

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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