Randschichthärtung mittels Hochgeschwindigkeits-Abschreckung

Es wird angenommen, dass die Gefahr von Rissbildung während des Abschreckvorgangs mit der Geschwindigkeit der Abkühlung ansteigt. Untersuchungen von Kobasko aus den 60er Jahren belegen, dass die Risswahrscheinlichkeit nicht stetig mit der Abschreckgeschwindigkeit ansteigt, sondern nach überschreiten eines kritischen Wertes deutlich abfällt und sogar auf annähernd Null zurück geht.

Bei konventionellen Abschreckprozessen steht die neu gebildete Martensitschicht sehr rasch nach Beginn der Phasenumwandlung unter Druck, da die volumenvergrößernde Umwandlung von Austenit in Martensit die rein thermisch bedingten Zugspannungen überkompensiert. Daraus resultieren oft Zugeigenspannungen am Ende des Abschreckprozesses. Erhöht man die Abschreckintensitäten drastisch, kommt es zu sehr hohen Temperaturgradienten und damit zunächst zu sehr hohen Zugspannungen im Randbereich des Bauteils. Durch das Zusammenspiel von klassischer Plastizität im unterkühlten Austenit und von Umwandlungsplastizität bei der Martensitbildung kommt es bei vollständiger Abkühlung auf Raumtemperatur zu Druckeigenspannung im Randbereich. Sind die Druckeigenspannungen ausreichend hoch, können sie dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit von Rissen im Bauteil deutlich zu reduzieren und die Lebensdauer von Bauteilen deutlich zu erhöhen. Im Rahmen des Projekts sollen Prozessfenster zur Erzeugung von Druckeigenspannungen unter nichtdurchhärtenden Bedingungen eingehend untersucht werden.

Bearbeitung: IWT-WT
Förderung: BMWi-AiF/IGF