Bearbeitet durch die Hauptabteilung Werkstofftechnik des IWT

Das Aufkohlen von Bauteilen verändert die chemische Zusammensetzung der Randschicht. Da Härtbarkeit und Martensitstarttemperatur maßgeblich vom Kohlenstoffgehalt abhängig sind, entsteht durch das Aufkohlen ein Umwandlungseigenschaftsgradient in der Randzone. Abhängig von Legierungszusammensetzung, Bauteilabmessungen, Abkühlbedingungen, Aufkohlungsparametern und Zeichnungsvorgaben stellt sich ein charakteristisches Maß- und Formänderungsverhalten ein. Die zahlreichen Wechselwirkungen des Einsatzhärtens mit verfahrenseigenen Variablen und anderen Verfahrensschritten macht die Untersuchung der Einflüsse kompliziert. Durch den Einsatz der statistischen Versuchsplanung sollen daher die Haupteffekte und die teilprojektübergreifenden Wechselwirkungen (2FWW) erkannt und bewertet werden. Weiterhin wird die Simulation des Aufkohlungsvorgangs unter Ausnutzung vorhandener Software und der experimentellen Ergebnisse verbessert und in die im SFB bereits zusammengestellte Simulation des Wärmebehandlungsprozesses implementiert. Um die Simulationsrechnungen verifizieren und von den Einflüssen der Abschreckung trennen zu können, ist es erforderlich, die Verformungen einfacher Modellproben während der Aufkohlung zu messen. Zur weiteren Modellverbesserung werden die experimentell durchgeführten Parametervariationen in Zusammenarbeit mit A5 und A6 nachvollzogen. Schließlich sollen weitere Parametervariation für die Aufkohlung zur Unterstützung der Auswahl der signifikanten Einflussfaktoren simuliert werden.

Bild1: Simulationsrechnung einer Scheibe auf Aufkohlungstemperatur: Verformung bei einseitiger Aufkohlung aufgrund des Dichteunterschiedes bei Kohlenstoffeindiffusion

Kontakt: Prof. Dr.-Ing. habil. Franz Hoffmann - hoffmann@iwt-bremen.de
PD Dr.-Ing. habil. Brigitte Clausen - clausen@iwt-bremen.de
Dipl.- Ing. Matthias Steinbacher - steinbacher@iwt-bremen.de