Band 66, Heft 5

Kurzfassung Eine neue Prüfanlage zum Messen der Härte bei hohen Temperaturen wird vorgestellt. Sie ermöglicht es, die Härte (Vickers- und Knoophärte) im Temperaturbereich von 300–1500 °C im Vakuum zu bestimmen. Die Härtetests werden mit Diamantprüfkörpern und Prüfkräften im Bereich von 9,81 N bis 294,30 N auf einer polierten Probenoberfläche bei der entsprechenden Testtemperatur durchgeführt. Die Auswertung der Härteeindrücke erfolgt nach dem Abkühlen der Proben mit einem Lichtmikroskop. Mithilfe der Temperaturabhängigkeit der Härte verschiedener metallischer und keramischer Materialien werden Potenzial und Grenzen dieser Prüfmethode dargestellt. Es wird gezeigt, dass mit der Bestimmung der Warmhärte ein sehr nützliches Instrument für die Entwicklung metallischer und keramischer Hochtemperaturmaterialien zur Verfügung steht.

Kurzfassung Das mehrphasige Strömungsfeld und der Wärmeübergang an der Oberfläche eines Zylinders sowie dessen Abkühlung während des Abschreckprozesses in flüssigen Medien werden mit einem siedephasenübergreifenden Ansatz modelliert. Hiermit wird die Simulation und Berechnung des gesamten Abkühlverlaufs eines Bauteils bei der Abschreckung innerhalb eines einzigen Modells dargestellt. Simulationsergebnisse zum zeitabhängigen Abkühlverhalten eines zylindrischen Bauteils werden für verschiedene Anströmungsbedingungen und Fluidunterkühlungen verglichen. Insbesondere wird dabei auf die lokalen Dampfgehalte in Oberflächennähe des Bauteils und deren Einfluss auf den zeitabhängigen Wärmeübergang eingegangen.

Kurzfassung Zur Realisierung von im Mittel hohen Abkühlgeschwindigkeiten wird das Abschrecken metallischer Bauteile bei der Wärmebehandlung überwiegend in Flüssigkeitsbädern (Wasser, Ö–l) durchgeführt. Infolge des Leidenfrost-Effektes bildet sich unmittelbar nach dem Eintauchen des heißen Bauteils ein wärmeisolierender Dampffilm, der lokal zu unterschiedlichen Zeitpunkten zusammenbricht. Dies führt zu lokal unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten und damit zu einer unerwünschten Ungleichmäßigkeit der Abschreckung. Daraus resultiert die Gefahr der Verzugsentstehung und der Erzeugung von Eigenspannungen. Eine neuartige Möglichkeit, dem entgegenzuwirken, stellt die Ultraschallunterstützung dar. Der Vergleich der konventionellen mit der ultraschallunterstützten Wasserabschreckung zeigt, dass der Ultraschall in Abhängigkeit der Prozessparameter Wassertemperatur, Größe der schallabgebenden Fläche (Sonotrode) sowie Abstand zwischen Sonotrode und Probe eine signifikante Destabilisierung des Dampffilms und damit Verkürzung sowie potenziell eine Vergleichmäßigung der Abkühldauer bewirkt.

The objective of the current investigation is a cost analysis of spray cooling based on the assessment of a machine-hour schedule. Here, a gear toothed component is used as an example which is induction hardened by means of the simultaneous dual frequency method and compared with conventional polymer quenching. By using hardness measurements and light-microscope examinations, it is demonstrated that comparable results are obtained for the induction hardening by employing spray cooling and those by polymer quenching. By investigating the influence of the spray's parameters on the hardness results, it was possible to draw inferences regarding the ratios of water to air pressures which lead to the desired hardness profiles. Estimating the costs of employing the two quenching methods have shown that the spray cooling is the more cost-effective of the two methods.

Kurzfassung Die Nitrierung und Nitrocarburierung nichtrostender ferritischer Chromstähle bei Temperaturen unterhalb der Bildung von Chromnitrid- bzw. Chromcarbidausscheidungen eröffnet bisher wenig genutzte Möglichkeiten zur Erhöhung ihrer tribologischen Beanspruchbarkeit bei Aufrechterhaltung ihrer Korrosionsbeständigkeit. Am Beispiel des ferritischen Chromstahles X6Cr17 wird gezeigt, dass es möglich ist, durch eine Nitrierung bzw. Nitrocarburierung dünne Randschichten mit einer Härte von 1350–1400 HK 0,01 zu erzeugen. Sie bestehen aus expandiertem Ferrit, in dem in Abhängigkeit von den Behandlungsbedingungen Nitride und Zementit eingebettet sind. Bei 490 °C erzeugte Nitrierschichten kennzeichnen den Übergang zu durch die Ausscheidung von Chromnitriden verfestigten dickeren Randschichten mit Härten von 1400–1470 HV 0,1. Eine Erhöhung der Nitriertemperatur auf 540 °C führt zu einer diskontinuierlichen Ausscheidung von Chromnitriden. Es entsteht ein stabiles feinlamellares Randgefüge mit Härten im Bereich von 1100 HV 0,1 bis 1150 HV 0,1.