Randschichthärtung mittels Hochgeschwindigkeits-Abschreckung

Ziel des Forschungsvorhabens war die Ableitung von verallgemeinerten Zusammenhängen und Prozessfenstern zur Hochgeschwindigkeits-Abschreckung (HG-Abschreckung), die zu einer deutlichen Erhöhung der Lebensdauer von Bauteilen aus der Antriebstechnik führen, bzw. bei kostengünstigeren Werkstoffen oder Wärmebehandlungsverfahren zu vergleichbaren Lebensdauern wie unter konventionellen Bedingungen. Dabei standen ausdrücklich nicht durchhärtende Bedingungen im Vordergrund. Zur Erreichung dieses Kernziels wurden folgende Bausteine untersucht und miteinander gekoppelt:

• Entwicklung von flexiblen Abschreckwerkzeugen zur Erzeugung möglichst gleichmäßiger Druckeigenspannungsverteilungen und Vermeidung von unnötig großen Formänderungen
• Erhöhung des Wärmeübergangs durch den Zusatz eines Spezialsalzes (Aquarapid F)
• Verbesserung der Wärmeübergangsbestimmung bei HG-Abschreckprozessen
• Ermittlung von wesentlichen Werkstoffkennwerten zur Abschrecksimulation (Umwandlungsverhalten, Umwandlungsdehnung, thermische Dehnung)
• Evaluierung des technisch verwendbaren Potenzials der HG-Abschreckung zur Schalenhärtung durch experimentelle und numerische Untersuchungen
• Erarbeitung von Zusammenhängen und Prozessfenstern zur HG-Abschreckung in Abhängigkeit von Abmessungen, Wärmeübergang und Umwandlungsverhalten bzw. daraus abgeleiteten Kenngrößen
• Validierung an Demonstrator-Bauteilen im direkten Vergleich von HG-Abschreckung zu konventionellen Wärmebehandlungen durch Lebensdauerbestimmungen