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HTM Journal of Heat Treatment and Materials

HTM Journal of Heat Treatment and Materials

Volume 68 Issue 5

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Kurzfassungen

October 21, 2013 Page range: 1-4
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Veranstaltungen in Zusammenarbeit mit der AWT

October 21, 2013 Page range: A9-A9
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HTM-Praxis

October 21, 2013 Page range: A10-A34
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Inhalt

October 21, 2013 Page range: 197-197
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Gasaufkohlen unter Normaldruck und ohne Randschichtschädigung – erste Ergebnisse∗

S. Bischoff, H. Klümper-Westkamp, F. Hoffmann, H.-W. Zoch, J. Rohde October 21, 2013 Page range: 199-206
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Abstract

Kurzfassung Das weit verbreitete geregelte Gasaufkohlen hat den Nachteil, dass aus regelungstechnischen Gründen mit sauerstoffhaltigen Aufkohlungsatmosphären gearbeitet werden muss, was zwangsläufig zu einer Bauteilrandschichtschädigung in der Form von Randoxidation führt. Um Schädigungen durch Oxidation und Manganeffusion zu unterdrücken und auch um Anlagenkosten niedrig zu halten, wurde gemeinsam von IWT Bremen und Rohde Schutzgasöfen GmbH gezielt im Normaldruckbereich geforscht. Mit einer an das verwendete sauerstofffreie Aufkohlungsgas angepassten Steuerung und Diffusionsberechnung ist es gelungen, eine gezielte Aufkohlung mit guter Gleichmäßigkeit in einer industriellen Anlage zu erzeugen, die beim verwendeten Werkstoff 18CrNiMo7-6 (1.6587) bei einer CHD von rund 1 mm eine Manganeffusion erfolgreich unterdrückt und die Randoxidation nahezu vollständig vermeidet.

Neues kennzahlbasiertes Regelungskonzept für das kontrollierte Plasmanitrieren und -nitrocarburieren

H. Klümper-Westkamp, J.-H. Gaus, S. Bischoff, J. Rohde, K.-M. Winter October 21, 2013 Page range: 208-213
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Abstract

Kurzfassung Das Plasmanitrieren und -nitrocarburieren ist ein seit Langem in der industriellen Produktion etabliertes Verfahren. Dieses plasmaunterstützte thermochemische Randschichtverfahren wird auf verschiedenste Stahl-Bauteile angewandt, um den Verschleißwiderstand, die Korrosionsbeständigkeit sowie die Schwingfestigkeit zu steigern. Nach dem Stand der Technik wird der Prozess heute im Bereich der anomalen Glimmentladung als gepulstes Plasma in einem elektrisch beheizten Warmwandofen durchgeführt. Durch die Einstellung der Begasungszusammensetzung sowie der Plasmaparameter ist es möglich, verschieden dicke Verbindungsschichten mit unterschiedlicher Phasenzusammensetzung, Härte und Morphologie einzustellen. Die hierfür notwendigen konstanten Gas- und Plasmaparameter werden in der Regel vorab experimentell ermittelt. Das Einstellen der optimalen Parameter, um die angestrebte Randschichtspezifikation reproduzierbar und prozesssicher zu erreichen, erfordert eine Menge Expertenwissen und Experimente. Weitere Einflussfaktoren auf die Verbindungsschichtausbildung, wie die Chargengröße, die Chargenzusammensetzung, der Reinigungszustand der Charge, der Chargenaufbau, die Temperaturverteilung in der Charge, die Sauberkeit des Ofens sowie die Leckrate der Vakuumanlage sind schwierig zu berücksichtigen und können große Abweichungen im Randschichtaufbau verursachen. Um diesen Missstand zu überwinden, wurde ein neues Regelungskonzept entwickelt. Untersuchungen zur Gaszusammensetzung des Plasmanitrier- und -nitrocarburierprozesses zeigen unter anderem einen signifikanten Ammoniakanteil, obwohl kein Ammoniak zum Prozess zugegeben wird. Die neue Regelung des Plasmaprozesses zur definierten Einstellung definierter Verbindungsschichten und Randschichten basiert auf der Gasanalyse des Prozessgases, zusammen mit den Plasmaparametern und daraus abgeleiteten Kenngrößen.

The Ideal Quenching Medium? – Characterisation of Ionic Liquids for Heat Treatment of Metallic Components

M. Beck, C. Schmidt, M. Ahrenberg, C. Schick, U. Kragl, O. Keßler October 21, 2013 Page range: 214-223
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Abstract

Quenching as a part of heat treatment is an important process in the manufacturing chain of metallic components. One of the most common processes is immersion quenching in vaporising liquids. Unfortunately, this process is affected by the Leidenfrost-phenomenon. This effect can generate inhomogeneous quenching and thus asymmetrical residual stresses and avoidable distortion. In this work, ionic liquids have been investigated as new quenching media, which can be used as baths near room temperature. Aluminium cylinders have been quenched in baths of different ionic liquids with varying water contents and bath temperatures. The time-temperature curves have been recorded and the heat transfer coefficients were determined and compared to quenching in water. Addition of a few percents water to the ionic liquids increases the cooling rate significantly. Even at higher water contents, bubble boiling and convection are predominant and almost no Leidenfrost-effect occurs. This offers a huge potential to accelerate and homogenise immersion quenching.

Qualitätsbewertung von Schneidwaren durch Kurzzeit-Korrosionsprüfung

P. Rosemann, Th. Müller, M. Babutzka, A. Heyn October 21, 2013 Page range: 224-235
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Abstract

Kurzfassung Bei der Qualitätsbewertung von Schneidwaren aus nichtrostenden martensitischen Chrom-Stählen stellt die Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit ein wichtiges Kriterium dar. Allgemein üblich sind Wechseltauchversuche mit relativ hohem zeitlichem und auswertungsbedingtem Aufwand, die noch dazu zerstörend sind und teilweise fragwürdige Ergebnisse liefern. In den letzten Jahren wurden neue Ansätze der Prüfung geschaffen, die eine nahezu zerstörungsfreie Kurzzeit-Korrosionsprüfung erlauben. Es wird gezeigt, dass mit dem elektrochemischen Rauschen sehr empfindlich Einflüsse des Härtens und der Oberflächenbehandlung auf die Korrosionsbeständigkeit nachgewiesen werden können, wodurch eine schnelle und objektive Qualitätsbewertung innerhalb des Fertigungsprozesses und der Endkontrolle von Produkten möglich ist. Das für die Prüfmethodik ausgenutzte Phänomen des elektrochemischen Rauschens zielt darauf ab, den Beginn der Korrosion empfindlich und schnell zu detektieren, ohne die Prüfbedingungen maßlos zu verschärfen und Produkte damit zu zerstören. Neben der Funktionalität der Prüfung stehen aber auch die Anwenderfreundlichkeit und somit die Akzeptanz bei den Herstellern im Vordergrund. Aus diesem Grund wurde zusätzlich ein Indikatortest (KorroPad) als praxistaugliche Alternative zum elektrochemischen Rauschen angewendet. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung beider Methoden und ermöglichen eine effektive betriebliche Qualitätsüberwachung von Schneidwaren.

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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