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HTM Journal of Heat Treatment and Materials

HTM Journal of Heat Treatment and Materials

Volume 71 Issue 6

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Kurzfassungen

December 21, 2016 Page range: 1-6
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Veranstaltungen

December 21, 2016 Page range: A5-A7
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HTM-Praxis

December 21, 2016 Page range: A8-A22
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Inhalt

December 21, 2016 Page range: 239-240
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Rekonstruktion von Eigenspannungstiefenverläufen aus Messungen von Maß- und Formänderungen und oberflächennahen Eigenspannungen

F. Frerichs, Th. Lübben, H.-W. Zoch December 21, 2016 Page range: 241-250
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Abstract

Kurzfassung Eigenspannungen spielen bei der Bewertung der Güte von Bauteilen eine große Rolle. Der Aufwand für die Messungen der Eigenspannungen, insbesondere von Eigenspannungstiefenverläufen, ist aber oft sehr groß. So müssen z. B. bei röntgenografischen Methoden sukzessive oberflächennahe Schichten aufwendig abgetragen werden. Bei Tiefen größer als ca. 1 mm muss oftmals sogar mit thermischen Neutronen oder Synchrotronstrahlung gearbeitet werden. Aus diesem Grund sind einfachere Verfahren, mit denen man auf die Spannungstiefenverläufe schließen kann, von großem Nutzen. In diesem Zusammenhang können Dehnungsmessungen bzw. Messungen von Maß und Formänderungen eine Hilfe sein. Ursachen für Verzüge sind nicht elastische Dehnungen, die durch z. B. Drehen, Schleifen, Wärmebehandlungen etc. verursacht werden. Sind am Ende des Prozesses die nicht elastischen Dehnungen asymmetrisch im Werkstück verteilt, führen sie zu charakteristischen Eigenspannungsverteilungen und Maß- und Formänderungen. Dieser Beitrag betrachtet Eigenspannungstiefenverläufe, die beim Schleifen und induktivem Erwärmen generiert werden. Im Falle von rechteckig geformten Prismen mit geringer Dicke und im Vergleich großer Länge, die nur von einer Seite bearbeitet werden, sind die Hauptverzugseffekte Biegung und Längenänderung. Diese einfach zu messenden Werte können sehr hilfreich sein, um auf die nicht elastischen Dehnungen und damit auf die korrelierenden elastischen Dehnungen bzw. Eigenspannungen 1. Art innerhalb des Werkstücks zu schließen. Da die genannten Werte sich gegenseitig beeinflussen, stellt sich die Frage, inwieweit man den Aufwand bei der Messung von Eigenspannungen durch eine Kombination von Verzugs- und röntgenografischen Messungen optimieren kann. Welche und wie viele Eigenspannungsmessungen sind notwendig, um Eigenspannungstiefenverläufe in Bereichen tiefer als 1 mm unterhalb der Oberfläche des Werkstücks abschätzen zu können?

The Dependence of Thermal and Mechanical Stability of Residual Stresses on Their Mode of Generation

B. Clausen, R. Strunk, H.-W. Zoch December 21, 2016 Page range: 251-257
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Abstract

The Collaborative Research Center SFB/TRR 136 “Process Signatures”, located in Bremen, Aachen, Germany, and Stillwater, Oklahoma, USA, since 2014, aims to describe manufacturing processes by generated surface material modifications. The approach assumes that a general description allows generating desired surface properties with different equivalent machining or treatment strategies. The surface modification due to machining processes can have positive or negative influences on the life time behavior of components. An example for occurring surface modifications are residual stresses, known for being generated in surface regions due to machining operations. They are significantly influencing the properties of dynamically stressed components. Compressive stresses in general are known mostly to enhance the endurance limit due to counteracting crack formation and propagation. Tensile residual stresses in most cases reduce fatigue strength as they have to be superimposed to the crack initiating tensile load stresses. The aim of a holistic approach to surface treatment should therefore be, to a compressive residual stress depth profile adjusted to the anticipated demands. However, residual stresses are not stable. Due to temperature exposure or mechanical loads they can change within the lifetime of a component. This literature review aims to give an overview on the state of knowledge so far achieved on the stability of residual stresses and the dependence of their stability on the mode of generation.

Utilisation of PVD Hard Coating after Electron Beam Surface Treatment for Cast Iron*

A. Buchwalder, N. Klose, R. Zenker, M. Engelmann, M. Steudtner December 21, 2016 Page range: 258-264
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Abstract

Wear protection plays an important role for highly loaded components. Therefore, PVD hard coatings with very high hardness have become well established in industrial applications for steel components in the automotive industry. As an alternative to steels, efforts are currently being focused on cast irons for components because of their reduced requirements for superior properties in machining, their lower weight, and lower costs. However, due to the insufficient load-bearing support of this soft base material and/or of their individual microstructural constituents (graphite), the use of hard coatings on cast irons for wear protection has remained limited. The present contribution deals with the possibilities with respect to using electron beam (EB) solid phase treatment (hardening) and liquid phase surface treatments with Ni-based additives (alloying) and without additives (remelting), to improve the conditions for deposition and the load-bearing support of the thin PVD hard coatings. Apart from the hardness of the EB-treated layer, the toughness of the specific microstructural constituents influences the properties of the composite layer substantially. Comparative studies of different single treatments and duplex treatments (EB treated and, subsequently, PVD hard-coated) were carried out by means of unlubricated pin-on-disc wear tests and potentiodynamic corrosion measurements in a 5% NaCl solution. The investigations proved that it is possible to use PVD hard coatings (with all their outstanding properties) for cast iron components by utilising duplex surface treatment technologies.

Elektronenstrahl-Profilieren und -Umschmelzverbinden zur Verbesserung der Belastbarkeit von thermischen Spritzschichten*

P. Hengst, R. Zenker, T. Süß, K. Hoffmann December 21, 2016 Page range: 265-271
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Abstract

Kurzfassung Das thermische Spritzen kommt in verschiedenen Applikationsfeldern zur Anwendung. Eine breite Palette an möglichen Beschichtungswerkstoffen und Verfahrensvarianten ermöglicht einen beanspruchungsgerechten Technologieeinsatz. Die ständig steigenden Anforderungen bezüglich der Bauteilbelastung (Verschleiß in Verbindung mit Zug, Druck, Torsion und Scherung) stellen auch für thermische Spritzschichten neue Herausforderungen dar. Das Ziel eines Forschungsvorhabens war die Verbesserung der Belastbarkeit von thermischen Spritzschichten auf Stahl- und Aluminiumsubstraten. Dazu wurden das Elektronenstrahl (EB)-Profilieren vor dem Spritzen und das lokale EB-Umschmelzverbinden nach dem Spritzen untersucht. Auf dem Substratwerkstoff AlSi35 konnte mithilfe des EB-Profilierens vor dem thermischen Spritzen durch die Erzeugung von definierten Profilmustern im Vergleich zu nicht profilierten Substraten eine deutliche Steigerung der Belastbarkeit nachgewiesen werden. Das lokale EB-Umschmelzverbinden als EB-Behandlung nach dem thermischen Spritzen bewirkt eine lokale metallurgische Anbindung der Spritzschicht an das Substrat (X2CrNiMo22-5-3). Es konnten sehr gute Ergebnisse mit Co-Basis Spritzschichten in Verbindung mit der EB-Behandlung erreicht werden.

Information about Quality Management System Requirements from Heat Treatment Processes

S. Rašková December 21, 2016 Page range: 272-277
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Abstract

Thermal processing always significantly affects the properties of the product. Compliance with the principles of the quality management system (QMS) and the application of standards of quality requirements, and verification of conformity can facilitate the achievement of the lasting reliability of the processes of heat treatments.

RQP1: Heat Treatment System Survey and Quality Control*

P.-F. Cardey December 21, 2016 Page range: 278-281
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Abstract

RQP1 defines the quality requirements applicable to heat treatment on mechanical parts intended to be used mainly in the car manufacturing industry. It provides a reference for quality audit and for inspection of heat treatment workshops, whether these are integrated or belonging to subprime contractors. This document may also be used as basis for discussion and development of specifications. RQP1 has been written by a French working group managed by the CETIM (French Technical Center of Mechanical Industry) and composed by contractors and subcontractors of automotive industry (PSA Peugeot Citroën, Renault, Faurecia, Valeo, SKF, NTN-SNR, Delphi) and by heat-treaters (Bodycote, Thermi Lyon, Metatherm, Hacer). Thus, it is in agreement with the industrial reality of the heat treatment. At the instigation of contractors and following the very favorable feedback from the RQP1's users, this document has been transcribed in a French standard (NF A 02-053) published in 2014. In October 2014, France made a new ISO standard proposal on “control of quality of heat treatment”. A draft, based on French standard NF A 02-053, has been proposed for the development of this new standard and the establishment of an ISO working group is expected for the end of 2016.

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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