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Internal Intensive Quenching: Optimale Wärmebehandlung für schwerzugängliche Bauteilbereiche

Fachliche Zuordnung Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
Förderung Förderung von 2016 bis 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299152500
 
Erstellungsjahr 2020

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen der Sachbeihilfe wurde das Wärmebehandlungsverfahren Internal Intensive Quenching auf Basis der vom Antragsteller geleisteten Vorarbeiten weiterentwickelt und ertüchtigt. Mit der aufgebauten Versuchsanlage war es schließlich möglich, zylindrische Proben mit Durchgangsbohrung von Innen Abzuschrecken und somit martensitisch zu Härten. Über die Regelung der inneren Abschreckwirkung und der Möglichkeit einer zeitgleichen äußeren induktiven Erwärmung der Proben konnten eine Vielzahl an Wärmebehandlungsstrategien entwickelt und umgesetzt werden. Zudem konnte über den Aufbau eines FE-Modells ein verbessertes Prozessverständnis aufgebaut werden und schließlich optimale Wärmebehandlungszustände, welche in einem gehärteten Randschichtzustand mit hohen Druckeigenspannungen resultieren, erarbeitet werden. Zum Aufbau des FE-Modells wurden umfangreiche dilatometrische Experimente zur Beschreibung der bainitischen Umwandlung und deren Auswirkung auf die Martensitumwandlung durchgeführt. So konnte die Bainitkinetik als auch die auftretende Umwandlungsdehnung und -plastizität für den Stahl 42CrMo4 mit Modellen aus der Literatur abgebildet werden. Über die Charakterisierung des Randschichtzustands und den Abgleich von Simulation und Experiment konnte schließlich das FE-Modell mit den implementierten Modellen zur Bainit- und Martensitbildung validiert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse konnten letztendlich auf den Stahl C45 übertragen werden, mit dem es möglich war, vielversprechende Randschichtzustände an Demonstratorbauteilen mit Querbohrung zu erzielen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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