Effect of quenchant flow on the distortion of carburized automotive pinion gears∗
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D. S. MacKenzie
, Zhichao Li and B. L. Ferguson
Abstract
In this paper, the effect of quenchant flow on the distortion of carburized steel automotive pinion gears was examined using finite element software, DANTE®. Utilizing a typical heat treat rack arrangement, two parts in the quenching rack were evaluated by finite element simulations. Quenching oil velocity field around the pinion, reported in a collaborative project that applied CFD modeling of quenchant flow through the racked parts, were used to determine local heat transfer coefficients during quenching. A transverse quenchant flow direction with respect to the pinion shaft axis was studied to investigate the generation of distortion and internal stress evolution due to combined effects of thermal gradient and phase transformations. Part shape change, internal stress and phase transformation histories were calculated for this carburized pinion gear made of AISI 8620.
Kurzfassung
In dieser Arbeit wurde die Auswirkung der Durchströmung auf den Verzug von aufgekohlten Fahrzeugritzelwellen in Abschreckmedien mittels der Finite-Elemente-Software DANTE® untersucht. Zur Anwendung kam eine typische Anordnung in einem Chargiergestell. Zwei Bauteile aus diesem Chargiergestell wurden durch Finite-Elemente-Simulationen ausgewertet. Die Wärmeübergangskoeffizienten wurden aus dem mit einem CFD-Modell berechneten Strömungsfeld des Abschrecköls um die Ritzel, über das in einem Partnerprojekt berichtet wurde, ermittelt. Die Bildung von Verzug und die Entwicklung der Eigenspannungen wurden bei einer Queranströmung der Ritzelwelle durch das Abschreckmittel unter Berücksichtigung des Zusammenspiels von thermischen Gradienten und Phasenumwandlungen untersucht. Die Historie der Formänderungen, Eigenspannungen und Phasenumwandlungen wurden für diese aufgekohlte Ritzelwelle aus dem Stahl AISI 8620 (1.6523 bzw. 20NiCrMo2-2) berechnet.
References
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© 2008, Carl Hanser Verlag, München
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- Inhalt
- Kurzfassungen/Summaries
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- Homogenisierung des Wärmebehandlungsergebnisses bei der chargenweisen Hochdruckgasabschreckung∗
- Effect of quenchant flow on the distortion of carburized automotive pinion gears∗
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