Biegerichten einsatzgehärteter Wellen - Wissenschaftliche Grundlagen und Modellbildung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berthold Scholtes
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245008947

Biegerichten einsatzgehärteter Wellen Wissenschaftliche Grundlagen und ModellbildungDas Biegerichten einsatzgehärteter Wellen ist ein wichtiger Prozessschritt im Verlauf der Fertigung von Komponenten der Antriebstechnik. Aus werkstofftechnischer Sicht handelt es sich um überelastische Biegebeanspruchungen. Sie bewirken inhomogene Verläufe der lokalen plastischen Deformationen im Bauteilvolumen und führen zu komplexen mehrachsigen Eigenspannungszuständen. Wesentliche Gesichtspunkte in diesem Zusammenhang sind die wärmebehandlungsbedingte inhomogene Gefüge- und Festigkeitsverteilung über dem Querschnitt , die mögliche Umwandlung von Restaustenit sowie ein ggf. auftretender Strength-Differential-Effekt. Während die vorliegenden Arbeiten über das Biegerichten sich hauptsächlich mit der Frage beschäftigen, wie sich Richtzeiten verkürzen und Richtausschuss vermeiden lassen fehlen grundlegende Kenntnisse über die nach Richtoperationen vorliegenden Zustände und ihre Auswirkungen. Die in diesem Projekt geplanten Arbeiten sollen einen Beitrag dazu leisten, diese Kenntnislücken zu schließen. Ziel ist es zunächst, ein Prozessverständnis für die beim Biegerichten lokal auftretenden Plastizierungen und Restaustenitumwandlungen zu gewinnen und auf dieser Basis die entstehenden Eigenspannungsverteilungen zu verstehen. Anschließend soll analysiert werden, wie sich die nach der Vorverformung vorliegenden Zustände auf das Verformungsverhalten und die mechanischen Eigenschaften bei erneuter Beanspruchung sowohl in die ursprüngliche Richtung als auch in die Gegenrichtung auswirken. Damit soll modellhaft die Auswirkung von Richtoperationen auf die mechanischen Eigenschaften einsatzgehärteter Wellen analysiert und beschrieben werden. Die Experimente, ergänzt durch Simulationsrechnungen, sind dabei so konzipiert, dass grundsätzliche und verallgemeinerbare Erkenntnisse gewonnen werden, die letztendlich zu verbesserten Richtstrategien führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen