In:
HTM Journal of Heat Treatment and Materials, Walter de Gruyter GmbH, Vol. 62, No. 4 ( 2007-08-01), p. 179-186
Abstract:
Entlang der Prozesskette wird im Bauteil bei jedem Schritt des Prozesses ein Verzugspotenzial eingebracht. Dieses Verzugspotenzial wird am Ende der Prozesskette, nämlich bei der Wärmebehandlung, gelöst. Auf diesem Weg werden im Bauteil ständig Spannungen, die örtlich auch die Streckgrenze überschreiten können, erzeugt. Betrachtet man die Prozessstufe Wärmebehandlung, so hat man es mit Spannungen, die während der Erwärm- und der Abkühlphase aufgrund der Temperaturgradienten entstehen, zu tun. Während der Abkühlung werden Spannungen zusätzlich aufgrund der zeitlich und örtlich unterschiedlich stattfindenden Umwandlungen und damit einhergehenden Volumenänderungen generiert. Überschreiten diese Spannungen die Streckgrenze des Austenits, so führen diese Spannungen zu plastischen Dehnungen. Außerdem beeinflussen diese Spannungen das Umwandlungsverhalten. Bei bainitischer und martensitischer Umwandlung unter Spannung findet ein Scherprozess statt, der zusätzliche Dehnungen hervorruft. Zugspannungen führen dabei im Allgemeinen zu einer Beschleunigung der Umwandlung und gleichzeitig zu einer Zunahme der Dehnung in Spannungsrichtung durch die sog. Umwandlungsplastizität. Um den durch die Wärmebehandlung verursachten Verzug zu beheben, wird in der Regel eine Hartbearbeitung durchgeführt, die zusätzliche Kosten verursacht. Möchte man diese Kosten minimieren, so ist eine Vorhersage des Verzugs durch Simulationsrechnungen notwendig, um erforderliche Gegenmaßnahmen zur Verzugskompensation zu treffen. Dies bedingt aber, dass das Werkstoffverhalten bekannt sein muss. Idealerweise werden Werkstoffeigenschaften und -verhalten durch geeignete Modelle beschrieben, die wiederum in Finite-Elemente-Programme implementiert werden können. Für eine realistische Simulation ist es notwendig, Modelle zu entwickeln, die den Einfluss von Spannungen auf die Umwandlungsplastizität und die Umwandlungskinetik beschreiben. Dafür werden auf einem Gleeble-Umformdilatometer die inneren Spannungen durch äußere mechanische Spannungen simuliert, wobei sowohl diffusionsgesteuerte als auch diffusionslose Umwandlungen unter dem Einfluss äußerer Spannungen untersucht werden. Der Einfluss innerer Spannungen, simuliert durch mechanische äußere Spannung, wurde für bainitsche und martensitische Umwandlung an dem Einsatzstahl 20MnCr5 mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehalten untersucht. Die experimentellen Ergebnisse wurden mit den aus der Literatur bekannten Modellen verglichen.
Type of Medium:
Online Resource
ISSN:
2194-1831
,
1867-2493
Language:
English
Publisher:
Walter de Gruyter GmbH
Publication Date:
2007
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