HTM Journal of Heat Treatment and Materials

Published by De Gruyter

Volume 60 Issue 6

Issue of HTM Journal of Heat Treatment and Materials

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Contents
Journal Overview

Inhalt/Contents

April 25, 2013

Kurzfassungen/Summaries

April 25, 2013

Fachbeiträge/Technical Contributions

April 25, 2013

Maß- und Formänderungen von Stahlquadern mit unterschiedlichen Aussparungen beim Härten in Öl- und Wasser

Experiment und Simulation

N. Raouafi, V. Schulze, H. Müller, D. Löhe

Page range: 304-310

Abstract

Kurzfassung Die realitätsnahe Erfassung der Randbedingungen spielt in der Simulation des Härteprozesses eine entscheidende Rolle. In dieser Arbeit wird auf die Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten an quaderförmigen und mit Aussparungen versehenen Modellgeometrien aus 42CrMo4 eingegangen. Durch die Analyse der Wiederbenetzungskinematik wird der Wärmeübergangskoeffizient ortsabhängig definiert. Die Ergebnisse der numerischen Simulation der Temperaturentwicklung werden mit Temperaturmessungen validiert. Des Weiteren werden die berechneten Eigenspannungen nach dem Härteprozess mit röntgenographisch gemessenen Eigenspannungen verglichen. Die Maß- und Formänderung beim Härten in Wasser und Öl wird experimentell und in der Simulation untersucht.

April 25, 2013

Hochtemperatur-Aufkohlen – Einflüsse auf das Verzugsverhalten schwerer Getriebebauteile^∗

J. Kleff, St. Hock, I. Kellermann, M. Fleischmann, A. Küper

Page range: 311-316

Abstract

Kurzfassung Das Aufkohlen von Getriebebauteilen oberhalb 950°C wurde schon vor mehr als 20 Jahren intensiv diskutiert, aber eine breite Einführung des Hochtemperatur-Aufkohlens in die industrielle Fertigung ist bisher noch nicht erfolgt. Die unzureichende Feinkornbeständigkeit der Einsatzstähle sowie temperaturkritische Komponenten von Wärmebehandlungsanlagen waren die wesentlichen Gründe dafür. Mit Optimierung der Gehalte an Aluminium und Stickstoff in konventionellen Einsatzstählen und der Entwicklung mikrolegierter Einsatzstähle mit Niob und Titan sowie moderner Öfen zur Wärmebehandlung stehen heute sowohl die Werkstoffe als auch die Wärmebehandlungsanlagen für das Hochtemperatur-Aufkohlen bereit. Gerade für schwere Getriebebauteile mit großer Einsatzhärtungstiefe kann die erforderliche Dauer der Wärmebehandlung durch eine angehobene Aufkohlungstemperatur deutlich verkürzt werden. Voraussetzung für eine Serienfertigung sind aber minimal streuende Maß- und Formänderungen der Bauteile nach dem Einsatzhärten. Am Beispiel verschiedener schwerer Getriebebauteile wurden die verzugskritischen Kenngrößen nach dem Einsatzhärten bei Aufkohlungstemperaturen von 930°C, 980°C und 1050°C sowie unterschiedlichen Erwärm- und Abkühlverläufen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen keine Verschlechterung des Verzugsverhaltens der Bauteile bei optimierter Temperaturführung auch für sehr hohe Aufkohlungstemperaturen. Maß- und Formänderungen sind daher mit höherer Aufkohlungstemperatur nicht zwingend größer als bei heutiger Serienbehandlung.

April 25, 2013

Einfluss ungleichmäßiger Eigenspannungen in Wälzlagerringen vor dem Härten auf Formabweichungen nach dem Härten^∗

J. Volkmuth, S. Lane, M. Jung, U. Sjöblom

Page range: 317-322

Abstract

Kurzfassung Der vorliegende Beitrag beschreibt, welchen Einfluss ungleichmäßige Eigenspannungen in Wälzlagerringen vor dem Härten auf die Unrundheit bzw. Ovalität von Ringen (Werkstoff 100Cr6) nach dem Härten haben können. Insbesondere werden die Auswirkungen unterschiedlicher Herstellverfahren auf die Ausbildung von Eigenspannungen erläutert. Daneben wird ein Verfahren angegeben, wie sich der Einfluss der Herstellstufen, einschließlich des Härtens, unterscheiden lässt.

April 25, 2013

Einfluss von gezielt asymmetrischen Fertigungsbedingungen auf den Verzug von Wellen infolge von Abschreckprozessen^∗

F. Frerichs, Th. Lübben, F. Hoffmann, P. Mayr, H.-W. Zoch

Page range: 323-330

Abstract

Kurzfassung Das Maß- und Formänderungsverhalten von Bauteilen beim Abschrecken kann in der Bauteilvorgeschichte und dem dabei aufgebauten Verzugspotenzial begründet sein. Dieser Anteil des Verzugspotenzials wird durch Asymmetrien und Inhomogenitäten in der Geometrie (Massenverteilung), der Seigerungen und der Gefüge- und der Eigenspannungsverteilung gebildet. Zusätzlich kann aber auch der Wärmebehandlungsprozess, speziell der Abschreckprozess, Verzüge verursachen. In der vorliegenden Arbeit wird über Versuche berichtet, in denen einzelne Beiträge zum Verzugspotenzial gezielt erhöht, während alle anderen Beiträge zum Verzugspotenzial minimiert wurden. Durch diese Vorgehensweise ließ sich eine klare Trennung der Verzugsursachen herbeiführen. Durch die gezielte Erhöhung einzelner Beiträge soll die Wirkungsweise und das Potenzial dieser Beiträge ausgelotet werden.

April 25, 2013

Zur Berechnung der Dauerfestigkeit von nitrierten Teilen aus Stahl

Teil 1: Kenntnisstand zum Thema und Charakterisierung der untersuchten Proben

H. Bomas, R. Kienzler, I. Ott, M. Schleicher, R. Schröder

Page range: 331-339

Abstract

Kurzfassung Für die dauerfeste Dimensionierung von nitrierten Teilen gibt es heute keine allgemein anerkannten Regeln, nach denen aus der Dauerfestigkeit von Proben unter Berücksichtigung der Bauteileinflüsse, wie Größe, Geometrie, Belastungsart, Herstellungsart, Oberfläche, Mittelspannung und Eigenspannung, die Bauteildauerfestigkeit abgeleitet werden kann. Da viele nitrierte Bauteile dauerfest ausgelegt werden, wurde in einem Forschungsvorhaben an Dimensionierungsrichtlinien gearbeitet, deren experimentelle Grundlage und Gestalt in dieser Veröffentlichung dargestellt werden. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts wurden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zur Bestimmung der Dauerfestigkeit gasnitrierter glatter und gekerbter Proben aus dem Stahl 31CrMoV9 durchgeführt. Auf der experimentellen Seite wurden insgesamt 23 statistisch abgesicherte Dauerfestigkeiten ermittelt, wobei in der Regel im Bereich der Dauerfestigkeit 20 bis 30 Proben geprüft wurden. Folgende Belastungsvarianten wurden untersucht: Zug-Druck-Belastung, Zug-Schwell-Belastung, Uml;aufbiegung und Wechseltorsion. Neben der Belastungsart wurde der Randschichtzustand im Hinblick auf die Dicke und Zusammensetzung der Verbindungsschicht und der Rauheit variiert. Im Fall der ungekerbten Wechsel-torsionsproben wurde zusätzlich die Nitrierdauer variiert, um den Einfluss unterschiedlich dicker Diffusionsschichten auf die Torsionswechselfestigkeit zu untersuchen. Zur Berechnung der Dauerfestigkeit wurde das Konzept der örtlichen Dauerfestigkeit nach Velten sowie ein erweitertes Fehlstellenmodell angewendet.

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.

Volume 60 Issue 6

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Inhalt

Kurzfassungen

Maß- und Formänderungen von Stahlquadern mit unterschiedlichen Aussparungen beim Härten in Öl- und Wasser

Experiment und Simulation

Abstract

Hochtemperatur-Aufkohlen – Einflüsse auf das Verzugsverhalten schwerer Getriebebauteile∗

Abstract

Einfluss ungleichmäßiger Eigenspannungen in Wälzlagerringen vor dem Härten auf Formabweichungen nach dem Härten∗

Abstract

Einfluss von gezielt asymmetrischen Fertigungsbedingungen auf den Verzug von Wellen infolge von Abschreckprozessen∗

Abstract

Zur Berechnung der Dauerfestigkeit von nitrierten Teilen aus Stahl

Teil 1: Kenntnisstand zum Thema und Charakterisierung der untersuchten Proben

Abstract

Hochtemperatur-Aufkohlen – Einflüsse auf das Verzugsverhalten schwerer Getriebebauteile^∗

Einfluss ungleichmäßiger Eigenspannungen in Wälzlagerringen vor dem Härten auf Formabweichungen nach dem Härten^∗

Einfluss von gezielt asymmetrischen Fertigungsbedingungen auf den Verzug von Wellen infolge von Abschreckprozessen^∗