Naslov
Vom unbestimmten Abschrecken in flüssigen Mitteln hin zum geregelten Wärmeentzug beim Gasabschrecken
(From indefinite quenching in the liquid quenchants to controllable heat extraction by gas quenching)

Autori
Liščić, Božidar

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Sažeci sa skupova, sažetak, znanstveni

Izvornik
62. Kolloquium für Wärmebehandlung, Werkstofftechnik, Fertigungs-und Verfahrenstechnik / Hock, S. ; Liedtke, D. - Wiesbaden : AWT - Arbeitgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e.V., 2006, 97-99

Skup
62. Kolloquium für Wärmebehandlung, Werkstofftechnik, Fertigungs-und Verfahrenstechnik

Mjesto i datum
Wiesbaden, Njemačka, 11.10.2006. - 13.10.2006

Vrsta sudjelovanja
Pozvano predavanje

Vrsta recenzije
Nije recenziran

Ključne riječi
Abschrecken; Modellierung; Verzögerte Abschrecken; Geregelten Wärmeentzug
(Quenching; Modelling; Delayed Quenching; Controllable Heat Extraction)

Sažetak
Das Ziel jedes Abschreckens eines Werkstücks aus Stahl beim Härten ist es, eine bestimmte Härte (Aufhärtung) und ein bestimmtes Härteprofil (Einhärtung) bei minimaler Maß- und Formänderung (Deformation) zu erreichen. Diese Forderungen sind einander entgegengerichtet: eine höhere Abschreckintensität zur tieferen Einhärtung vergrößert die Mass- und Formänderungen. Das zeigt die komplexe Natur des Abschreckvorgangs und die Notwendigkeit, die Abschreckparameter zu optimieren und zu steuern. Die Abschrecktechnik hat sich erst in den letzten Jahrzehnten mit der Anwendung der EDV von einem ungewissen, erfahrungsbasierten („ Black-Box") zum wissenschaftlich begründeten Verfahren entwickelt. Heutzutage ist die gleichzeitige thermodynamische, werkstoffkundliche und werkstückspezifische Betrachtung des Abschreckprozesses die Grundlage für die Auswahl der Abschreckbedingungen, um einen optimalen, gesteuerten Verlauf des Abschreckens und reproduzierbare Ergebnisse zu erreichen. Eine wesentliche Rolle spielt dabei das Messen und Registrieren der Abschreckintensität während des gesamten Abschreckvorgangs. Hierzu wird üblicherweise eine international standardisierte Labormethode mit einem kleinen Prüfling verwendet, die eine entsprechende Abkühlkurve und die daraus berechnete Abkühlgeschwindigkeitskurve liefert. Diese Resultate sind aber nicht direkt auf das Abschrecken realer Werkstücke übertragbar. Stattdessen wird die Wärmeflussdichte an der Oberfläche realer Werkstücke, aus der man den Wärmeutergangskoeffizienten berechnen kann, benutzt. Die Computertechnik und die FE-Methoden ermöglichen heute nicht nur eine genaue Analyse des Abschreckvorgangs, sondern auch eine Vorhersage (Modellierung) der zu erwartenden Gefüge, Härteprofile, Eigenspannungen und Verzüge. Die wichtigste Eingangsgröße ist dabei der Verlauf der Oberflächentemperatur, der entweder gemessen oder mittels der mathematischen Methode der inversen Wärmeleitung berechnet wird. Bei flüssigen Mitteln mit den bekannten drei unterschiedlichen Abkühlphasen ist es während des Abschreckens praktisch ausgeschlossen oder nur mit speziellen Methoden möglich, die Abschreckwirkung zu ändern. Eine dieser speziellen Methoden ist das Intensive Abschrecken (Intensive Quenching), bei dem man durch extrem hohe Strömungsgeschwindigkeiten des Abschreckmittels zu Beginn des Abschreckens und Unterbrechung im Moment des Entstehens der größten Druckeigenspannungen im Werkstück eine harte Randschicht mit hohen Druckeigenspannungen erzeugt. Eine andere Methode mit einem hohen Potenzial für tiefe Einhärtung ist das von amerikanischen Wärmebehandlern praktizierte Verzögerte Abschrecken (Delayed Quenching). Dazu wird das Werkstuck anfangs an Luft abgekühlt und dann in ein flüssiges Abschreckmittel eingetaucht. Ein Effekt, der sich auch mit Abschrecken in hochkonzentrierter Polymerlösung erreichen lässt. Das derzeit in Vakuumofen praktizierte Hochdruckgasabschrecken unterscheidet sich deutlich vom Abschrecken in flüssigen Mitteln. Es dauert langer, folgt dem Newton'schen Abkühlungsgesetz und es können wahrend des Abschreckprozesses mehrere Abschreckparameter verändert werden. Das ermöglicht eine neue Abschrecktechnik, nämlich den Geregelten Wärmeentzug (GWE) bzw. eine Controllable Heat Extraction (CHE). Mit dieser können die im voraus modellierten Abschreckparameter automatisch geändert und die geforderten Ergebnisse reproduzierbar erreicht werden.

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