Band 64, Heft 3

Kurzfassung Martensitische Gefüge liefern bei gegebener Werkstoffzusammensetzung die maximale Festigkeit eines Stahls. Zur Erhöhung der passiven Sicherheit finden derartige hochfeste Gefüge in zunehmendem Maße auch Anwendung im Karosseriebau. In vorliegender Studie werden die mechanischen Eigenschaften eines gängigen borlegierten Karosseriestahls mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,22 Gew.-% (22MnB5) anhand systematischer Anlassversuche bewertet. Hierzu wurden gehärtete Zugversuchsproben bei Temperaturen zwischen 150°C und 520°C für Zeiten zwischen 120 s und 36000 s angelassen. Die korrespondierenden Werte für die Zugfestigkeit reichen von 1700 MPa für den nur abgeschreckten Zustand bis 820 MPa für die bei 520°C angelassenen Proben. Anlassintensitäten von Temperaturen bis zu etwa 400°C führen zu einem Rückgang der Zugfestigkeit, allerdings ohne Zugewinn an Duktilität. Die vorliegenden Ergebnisse werden u.a. als Funktion eines Zeit-Temperatur-Anlass-Parameters präsentiert und unter Berücksichtigung fertigungsspezifischer Anforderungen im Automobilbau, wie z.B. dem Einfluss des Tauchbadverzinkens, diskutiert.

Kurzfassung Die Thermografie gewinnt heute in vielen industriellen Anwendungen an Bedeutung. Auch im Bereich der zerstörungsfreien Werkstoff- und Bauteilprüfung wird dieses Verfahren zunehmend eingesetzt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, das Potenzial der Thermografie als Methode der Qualitätskontrolle von Stählen zu testen und zu bewerten. Es wurden Referenzkörper mit definierten Fehlstellen hergestellt und geprüft. Dreidimensionale transiente Wärmeberechnungen mithilfe der Finite-Elemente-Methode erlauben einen Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit den Vorhersagen der Simulation. Es erfolgte eine Parametrierung von fehler- und anregungsspezifischen Eigenschaften, wie beispielsweise die Veränderung von Defekttiefenlage oder Wärmequelle. Grenzen des Prüfverfahrens wurden abgeleitet. Die Untersuchungen bestätigen die Eignung der Thermografie für Fehler mit über 0,5 mm Größe bis zu 3 mm unter der Oberfläche.

Kurzfassung Kugelstrahlen ist ein mechanisches Oberflüchenbehand-lungsverfahren zur gezielten Verfestigung und Einbringung eines Druckeigenspannungszustands in die Randschicht schwingend beanspruchter Bauteile. Dies wirkt der Entstehung und Ausbreitung von Rissen entgegen und führt zu einer signifikanten Steigerung der Schwingfestigkeit. Für die Ermittlung geeigneter Strahlparameter zur optimalen Schwingfestigkeitssteigerung empfiehlt sich die Methode der Finiten Elemente, mit deren Hilfe der Einfluss einzelner Prozessparameter auf den Eigenspannungszustand nach dem Kugelstrahlen gezielt untersucht werden kann. Die vorliegende Arbeit verifiziert die Anwendbarkeit des Kugelstrahlsimulationsmodells anhand experimenteller Eigenspannungstiefenprofile kugelgestrahlter Proben aus normalisiertem und vergütetem 42CrMo4. Zudem werden für beide Würmebehandlungszustünde Variantenrechnungen der Prozessparameter Kugelgeschwindigkeit, Kugeldurchmesser, Auftreffwinkel sowie des Geometrieparameters Kerbradius vorgestellt und deren Einflüsse auf die Eigenspannungstiefenprofile diskutiert.

Kurzfassung Eine Verzugskompensationsmethode in der Zerspanung von dünnwandigen zylindrischen Ringen aus 100Cr6 zur Reduzierung von Rundheitsschwankungen wird in diesem Beitrag vorgestellt. Zunächst wurde eine Messmethode zur Erfassung der Ring-Verformung und der maximalen Formabweichungen in dem Drehbearbeitungszentrum entwickelt. Die Messfehler der entwickelten Messmethode wurden diskutiert und konstruktive Verbesserungsmaßnahmen identifiziert. Basierend auf der gemessenen Ringverformung und Formabweichung wurde nach einer konventionellen Zerspanung die dynamisch angepasste Werkzeugzustellung des finalen Korrekturschnittes berechnet. In Experimenten konnte nachgewiesen werden, dass unter Verwendung einer dynamischen Verstelleinheit mit der entwickelten Kompensationsmethode die Rundheitsschwankungen deutlich minimiert werden konnten.

Kurzfassung Früswerkzeuge aus Hartmetall und Schnellarbeitsstahl werden heute meist mit einer TiAlN-Hartstoffbeschichtung zum Zwecke der Standzeiterhühung eingesetzt. Dies ermüglicht hühere Schnittgeschwindigkeiten als beispielsweise mit konventionellem Titannitrid (TiN) aufgrund der hüheren Oxidationsbestündigkeit und Schichthürte. Jedoch steigen die Anforderungen in der Fertigung stündig (z. B. durch Trockenbearbeitung). Daher werden kontinuierlich neue Hochleistungsschichten entwickelt. In diesem Beitrag werden Bearbeitungsversuche von weichen und gehürteten Werkstoffen mit verschiedenen Werkzeugen vorgestellt. Als zu zerspanende Werkstoffe kamen hüherlegierte Werkstoffe wie 40CrMnNiMo8-6-4 (vergüteter Formstahl) und X6CrNiMoTi17-12-2 (rostbestündiger Stahl) zum Einsatz, die hohe Anforderungen an die Werkzeuge stellen. Durch neu entwickelte Hartstoff-Schichten kann prinzipiell eine Standzeiterhühung der Werkzeuge erreicht werden. Es wird jedoch auch gezeigt, dass die etablierten TiAlN-Schichten in vielen Füllen nach wie vor gut geeignet sind.

Kurzfassung Die Korrosionsbeständigkeit von Schneidwaren wird derzeit noch in einem zyklischen Auslagerungsversuch mit anschließender visueller Bewertung geprüft. Neben der langen Versuchsdauer und unspezifischen Prüfung kommt es teilweise auch zu falschen Prüfaussagen. Durch die Anwendung und Weiterentwicklung einer elektrochemischen Untersuchungsmethodik, die speziell den Beginn von Lochkorrosion in sehr kurzer Zeit detektiert, steht ein neues Kurzzeit-Korrosionsprüfverfahren zur Verfügung, das gegenüber den bisherigen Prüfverfahren erhebliche Vorteile bietet.

Kurzfassung Ein Weg zur kostengünstigen Produktion von einsatzgehärteten Bauteilen mit geeigneten mechanischen Eigenschaften ist die Modifizierung des Aufkohlens durch die Verkürzung der Prozessdauer. Seit Längerem wird versucht, die Aufkohlungsdauer durch Erhöhung der Aufkohlungstemperatur zu verkürzen, ohne dass die Veränderungen der Prozessparameter die Qualität des Bauteils negativ beeinflussen. Die klassischen Einsatzstähle sind jedoch nur für das Einsatzhärten unter 950°C geeignet, da bei höheren Temperaturen abnormales Kornwachstum auftreten kann, welches sich sehr negativ auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Das Ziel ist, das abnormale Kornwachstum zu unterbinden, indem die Einsatzstähle mikrolegiert werden. Bisher basieren die in der Literatur vorhandenen Ergebnisse hauptsächlich auf experimentellen Untersuchungen. Der Trend geht jedoch immer mehr zur Simulation solcher Prozesse mit Anknüpfung an Modelle, die auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten basieren. Hier sollen einige Möglichkeiten zur Modellierung des Aufkohlens von mikrolegierten Stählen vorgestellt werden. Im Einzelnen sind dies Modelle zum Verhalten von Ausscheidungen während des Aufkohlungsprozesses, zur Kohlenstoffverteilung und zur Entwicklung der Austenitkorngröße.