Beschreibung der Umwandlungsplastizität auf Grund innerer Spannungen während der Phasentransformation des Stahles 100Cr6∗: Modelle für den Einfluss innerer Spannungen auf die Umwandlungsplastizität

M. Dalgic; G. Löwisch; H.-W. Zoch

doi:10.3139/105.100386

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Beschreibung der Umwandlungsplastizität auf Grund innerer Spannungen während der Phasentransformation des Stahles 100Cr6∗

Modelle für den Einfluss innerer Spannungen auf die Umwandlungsplastizität

M. Dalgic , G. Löwisch and H.-W. Zoch

Published/Copyright: May 9, 2013

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From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 61 Issue 4

Kurzfassung

Der Verzug bei der Wärmebehandlung wird unter anderem den an verschiedenen Orten des Bauteils zeitlich unterschiedlich auftretenden Umwandlungsdehnungen zugeschrieben. Durch die schnelle Abkühlung des Bauteils entstehen infolge von Temperaturgradienten auch innere Spannungen im Bauteil. Diese Spannungen beeinflussen neben einer möglichen Überschreitung der Warmstreckgrenze und daraus entstehenden plastischen Verformungen auch das Umwandlungsverhalten des Werkstoffes. Zugspannungen führen im Allgemeinen zu einer Beschleuni-gung der Umwandlung und gleichzeitig zu einer Zunahme der Umwandlungsdehnung in Spannungsrichtung durch die sog. Umwandlungsplastizität. Es ist das Bestreben, durch Simulationsrechnungen eine Vorhersage des Verzugs und der erforderlichen Gegenmaßnahmen zur Verzugskompensation zu erhalten. Dazu ist es notwendig, das Werkstoffverhalten durch Modelle zu beschreiben, die wiederum in Finite-Elemente-Programme implementiert werden können. Für eine realistische Simulation ist es wichtig, 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 Spannun-gen simuliert. Dabei werden sowohl diffusionsgesteuerte als auch diffusionslose Umwandlungen unter dem Einfluss äußerer Spannungen untersucht. Verschiedene Literaturmodelle werden mit experimentellen Ergebnissen für den Werkstoff 100Cr6 verglichen.

Abstract

One reason for distortion during heat treatment are time dependent transformation strains of the part in different regions. Due to the rapid cooling internal stresses will be induced in the heat treated part. These stresses do not only cause plastic deformations in case of exceeding the hot yield strength, but also changes in the transformation behaviour of the material. In general, tensile stresses cause an acceleration of transformation and an increase of the transformation strain in this direction, due to the so called transformation plasticity.

It is important for a realistic simulation, that the influence of stresses on the transformation plasticity and transformation kinetic is considered in relevant models. Therefore, internal stresses were simulated by a Gleeble-dilatometer and the influence of external stresses during different transformations. The experimental results for 100Cr6 are compared with different models which were found in the literature.

Dipl.-Ing. Münip Dalgic, geb. 1960, studierte an der RWTH Aachen Maschinenbau. Von 1992 bis 2001 war er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstoffkunde der RWTH Aachen. Seit 2002 ist er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik Bremen im Bereich des Sonderforschungsbereiches 570 tätig.

Prof. Dr.-Ing. G. Löwisch, geb. 1961, studierte an der Universität Stuttgart Maschinenbau. Von 1987 bis 2005 war er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Stiftung Institut für Werkstofftechnik tätig und leitete dort zwischen 1990 und 2005 die Abteilung Metallische Werkstoffe und Bauteile. Seit 2006 ist er Professor an der Universität der Bundeswehr in München im Fachbereich Maschinenbau.

Prof. Dr. Ing. Hans-Werner Zoch, geb. 1953, studierte Allg. Maschinenbau an der Technischen Hochschule Darmstadt und promovierte im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen. Von 1980 bis 2000 war er bei der FAG Kugelfischer Georg Schäfer AG, Schweinfurt tätig, von 2001 bis 2003 als Geschäftsführer der Neue Materialien Bayreuth GmbH. Seit 2004 ist er Professor für Werkstofftechnik/Metalle im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen, Geschäftsführender Direktor der Stiftung Institut für Werkstofftechnik und Sprecher des SFB 570 „Distortion Engineering“.

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Vorgetragen von M. Dalgic auf dem 61. HK, Kolloquium für Wärmebehandlung, Werkstofftechnik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik, 5.-7. Oktober 2005 in Wiesbaden

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Online erschienen: 2013-05-09

Erschienen im Druck: 2006-08-01

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