Volume 62, Issue 1

Kurzfassung Die bei der Niederdruckaufkohlung von Stahl im Ofenraum und an der Stahloberfläche ablaufenden Pyrolyse- und Aufkohlungsvorgänge sind bisher nur zum Teil verstanden. Am Engler-Bunte-Institut wird vor allem unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Aufbauproduktbildung und des Verständnisses der Entstehung höherer Kohlenwasserstoffe die Aufkohlung mit verschiedenen kurzkettigen Kohlenwasserstoffen untersucht. Im Rahmen des vorliegenden Artikels wird die Modellierung des homogenen Pyrolyseverhaltens von Ethin unter den Bedingungen des Niederdruckaufkohlens von Stahl vorgestellt. Mit einem formalkinetischen Modell für die homogene Ethinpyrolyse können die in verschiedenen Laborapparaturen ablaufenden Pyrolysereaktionen über einen weiten Versuchsparameterbereich, unter Bedingungen nahe denen industrieller Anlagen, zuverlässig beschrieben werden.

Kurzfassung An chromlegierten Stählen wurde der Einfluss von Sauerstoff auf ihr Nitrierverhalten im Plasma untersucht. Durch Luftzusätze wurde das Oxidationspotenzial des Prozessgases in weiten Grenzen verändert. Analog zum Gasoxinitrieren führt ein Plasmaoxinitrieren von Stählen mit geringen Chromgehalten zu einem beschleunigten Wachstum der Verbindungsschicht. Bei höher legierten Chromstählen verschlechtern Luftzusätze das Nitrierergebnis erheblich. Die negative Wirkung unkontrollierter Sauerstoffverunreinigungen kann bei diesen Stählen durch einen hinreichend hohen Wasserstoffanteil im Prozessgas kompensiert werden.

Modern rolling stock material – especially for high speed wheels – needs modern heat treatment technologies to assure highest quality and product safety combined with cost efficient mass production. The concept presented here is based on bogie hearth pusher furnaces with light material fibre lining and modern burner technology. State-of-the-art single wheel quenching technology has proven to fulfil the increasing demands of the railway wheel markets.

Kurzfassung In Wärmebehandlungsbetrieben gehört die Umwertung von Härte- und Festigkeitswerten zu den täglich praktizierten Vorgängen. Umwertungen zwischen Härte und Zugfestigkeit erfolgen beispielsweise, wenn aus technischen Gründen die Messung der Zugfestigkeit eines Bauteils oder Werkzeuges nicht möglich ist. Auch zwischen den verschiedenen Härteprüfverfahren wird oft umgewertet. Als Grundlage stand in der bis zum Jahr 2000 gültigen DIN 50150:1976 [1] eine einzige Umwertungstabelle zur Verfügung. Mit der Überarbeitung dieser Norm im Jahr 2000 und ihrer Überführung in die DIN EN ISO 18265:2003 [2] änderten sich die Umwertungsgrundlagen erheblich, woraus sich drastische Auswirkungen auf die Fertigungsprozesse in einem Werkzeugstahlwerk ergeben. Der Unterausschuss für Werkzeugstähle beim Stahlinstitut VDEh hat daraufhin einen Ringversuch durchgeführt, der die realen Zusammenhänge zwischen Härte und Zugfestigkeit sowie zwischen den verschiedenen Härteprüfverfahren darstellen soll. Dieser Bericht beschreibt die Ergebnisse des ersten Versuchsabschnitts.

Material conditions of rolling bearings, which are assessed by X-ray diffraction (XRD) measurements, point to a variety of load possibilities especially at raceway surfaces. Due to clearly distinguishable damage symptoms, it is differentiated between the (near-) surface and sub-surface failure mode in the literature. Surface distress of different intensity can be generated by particle-contaminated lubricants that result in raceway indentations. These micro-Hertzian contacts may lead to changes in residual stress and line broadening and in the microstructure. Another cause of surface distress is boundary lubrication. Relevant position and nature of the failure mechanisms are characterized. In the case of initial material stabilization, the time alterations of the XRD parameters correlate with the statistical parameter of the 10% bearing life. Contrary to the L 10 equivalent value for sub-surface failures, i.e. classical rolling contact fatigue, which lead to spalling only a long time after incipient material softening, in the surface damage mode the L 10 life roughly coincides with the beginning of the instability phase. Surface pitting or gray staining occrs frequently without distinct XRD indication of material aging. Here, scanning electron microscopy and electron microprobe analysis point to corrosion rolling contact fatigue as crack propagation mechanism. The interaction between material and lubricant opens up new research areas in the field of tribology.

Kurzfassung Im vorliegenden Aufsatz wird eine Hypothese zum Mechanismus der Wälzermüdung vorgestellt. Besondere Bedeutung kommt den Erkenntnissen zu, dass einerseits plastische Verformungen unter hohem hydrostatischem Druck ablaufen. Dadurch wird der Werkstoff duktil; die Bildung von Mikrorissen und deren Wachstum ist ver- bzw. behindert. Andererseits entstehen infolge der plastischen Verformungen Eigenspannungen, die, den Lastspannungen überlagert, eine permanente Veränderung der Beanspruchung während des Ermüdungsprozesses verursachen. Die Veränderungen des Werkstoff-Verhaltens und der Werkstoff-Beanspruchung stehen in Interdependenz. Deshalb erscheint eine Quantifizierung der Vorgänge nicht möglich. Die hier zur Diskussion gestellte Hypothese vermittelt ein Ermüdungsmodell, das Phänomene, die bei experimentellen Untersuchungen des Ermüdungsvorgangs festgestellt wurden, widerspruchsfrei einbindet. Sie liefert eine plausible Erklärung für den Einfluss der Werkstoffeigenschaften, der nichtmetallischen Einschlüsse, des prestressings und der Montagespannungen auf die Lebensdauer. Die Möglichkeit einer Ermittlung der Lebensdauer in Kurzzeittests besteht demnach nicht.