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

Experiment und Simulation
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Published/Copyright: April 25, 2013
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HTM Journal of Heat Treatment and Materials
From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 60 Issue 6

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.

Abstract

For the simulation of steel hardening processes the precise registration of boundary conditions is absolutely crucial. In this paper the determination of heat transfer coefficients at cuboid model geometries with different recesses made of AISI 4140 (German grade 42CrMo4) plays a major role. By the analysis of the rewetting kinetics the heat transfer coefficients are defined dependent on the position. The results of the temperature development in the numeric simulation are validated using the temperature courses measured at different positions. Additionally the computed residual stresses are compared by experimental residual stress analyses. Finally the distortions resulting from the quenching process in water and oil are compared in experiment and simulation.

Dipl.-Ing. Naceur Raouafi, geb. 1972, studierte von 1994 bis 1999 an der TU München Maschinenbau. Von 2000 bis 2001 war er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Metallische Werkstoffe der Universität Bayreuth. Seit 2001 ist er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstoffkunde I der Universität Karlsruhe (TH) tätig.

Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze, geb. 1965, studierte von 1985 bis 1990 an der Universität Karlsruhe (TH) Maschinenbau. Danach nahm er eine Stellung als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstoffkunde I der Universität Karlsruhe (TH) an. Nach seiner Promotion im Jahr 1993 blieb er an diesem Institut und ist dort heute Akademischer Oberrat und Leiter der Abteilung “Fertigung und Bauteilverhalten“. 2004 habilitierte er sich im Fach “Werkstoffkunde“.

Prof. Dr. mont. habil. Hermann Müller, geb. 1937, war von 1962–1975 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Härtereitechnik, Bremen (heute IWT), von 1975–1980 Oberingenieur und ab 1980 Professor am Institut für Werkstoffkunde I der Universität Karlsruhe (TH).

Prof. Dr.-Ing. Detlef Löhe, geb. 1949, studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe (TH). Von 1975–1980 war er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter und von 1981–1991 als Akademischer Rat am Institut für Werkstoffkunde I der Universität Karlsruhe (TH) tätig. Von 1991–1994 war er Universitätsprofessor für das Fachgebiet Werkstoffwissenschaften an der Universität/GH Paderborn. Seit 1994 ist er Lehrstuhlinhaber und Leiter des Instituts für Werkstoffkunde I der Universität Karlsruhe (TH).

Literatur

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5. Raouafi, N.; Schulze, V.; Müller, H.; Löhe, D.: Experimentelle und numerische Untersuchungen zu Maß- und Formänderungen von Quader- und U-Profil-Proben beim Härten mit unterschiedlichen Abschreckmedien. In: Berichtsband zur ATTT-AWT-Tagung Härten und Abschrecken, 18.-19.03.04, Strasbourg, Frankreich, 2004Search in Google Scholar

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Erhalten: 2005-02
Online erschienen: 2013-04-25
Erschienen im Druck: 2005-12-01

© 2005, Carl Hanser Verlag, München

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  1. Inhalt/Contents
  2. Inhalt
  3. Kurzfassungen/Summaries
  4. Kurzfassungen
  5. Fachbeiträge/Technical Contributions
  6. Maß- und Formänderungen von Stahlquadern mit unterschiedlichen Aussparungen beim Härten in Öl- und Wasser
  7. Hochtemperatur-Aufkohlen – Einflüsse auf das Verzugsverhalten schwerer Getriebebauteile∗
  8. Einfluss ungleichmäßiger Eigenspannungen in Wälzlagerringen vor dem Härten auf Formabweichungen nach dem Härten∗
  9. Einfluss von gezielt asymmetrischen Fertigungsbedingungen auf den Verzug von Wellen infolge von Abschreckprozessen∗
  10. Zur Berechnung der Dauerfestigkeit von nitrierten Teilen aus Stahl
https://doi.org/10.3139/105.100353

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