Wärmebehandlungssimulation von massiven Werkzeugen
Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und Habilitationsschriften › Dissertation
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2021.
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TY - BOOK
T1 - Wärmebehandlungssimulation von massiven Werkzeugen
AU - Schemmel, Manuel
N1 - gesperrt bis null
PY - 2021
Y1 - 2021
N2 - Die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und folglich der Lebensdauer von Druckgusswerkzeugen erfolgt üblicherweise durch Hochdruckgasabschreckung und mehrmaliges Anlassen. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) wird verwendet, um den Wärmebehandlungsprozess hinsichtlich verbesserter Materialeigenschaften, geringerer Eigenspannungen und geringerer Risswahrscheinlichkeit zu optimieren. Das thermomechanische Modell berücksichtigt martensitische und bainitische Phasenumwandlungen, die Formulierung transformationsinduzierter Plastizität und eine inverse Optimierungsroutine zur Anpassung der thermischen Randbedingungen des Vakuumofens. Die Abschrecksimulation wird durch Labortests kalibriert und durch industrielle Wärmebehandlungen von Testgeometrien validiert, wobei Eigenspannungsmessungen durchgeführt werden. Ausreichend hohe und gleichmäßig verteilte Härtewerte sind wünschenswert, um die Leistung von Druckgusswerkzeugen während der Lebensdauer zu verbessern. Zu diesem Zweck wird ein umfangreiches Testprogramm geschaffen, das viele Kombinationen von Glühzeiten und Temperaturen umfasst. Die gemessenen Härtewerte nach dem Glühen bilden die Grundlage für ein Härtevorhersagemodell für eine Warmarbeitsstahlsorte, das in das Finite-Elemente-Modell implementiert werden kann.
AB - Die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und folglich der Lebensdauer von Druckgusswerkzeugen erfolgt üblicherweise durch Hochdruckgasabschreckung und mehrmaliges Anlassen. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) wird verwendet, um den Wärmebehandlungsprozess hinsichtlich verbesserter Materialeigenschaften, geringerer Eigenspannungen und geringerer Risswahrscheinlichkeit zu optimieren. Das thermomechanische Modell berücksichtigt martensitische und bainitische Phasenumwandlungen, die Formulierung transformationsinduzierter Plastizität und eine inverse Optimierungsroutine zur Anpassung der thermischen Randbedingungen des Vakuumofens. Die Abschrecksimulation wird durch Labortests kalibriert und durch industrielle Wärmebehandlungen von Testgeometrien validiert, wobei Eigenspannungsmessungen durchgeführt werden. Ausreichend hohe und gleichmäßig verteilte Härtewerte sind wünschenswert, um die Leistung von Druckgusswerkzeugen während der Lebensdauer zu verbessern. Zu diesem Zweck wird ein umfangreiches Testprogramm geschaffen, das viele Kombinationen von Glühzeiten und Temperaturen umfasst. Die gemessenen Härtewerte nach dem Glühen bilden die Grundlage für ein Härtevorhersagemodell für eine Warmarbeitsstahlsorte, das in das Finite-Elemente-Modell implementiert werden kann.
KW - Wärmebehandlung
KW - Finite Elemente Methode
KW - Eigenspannungen
KW - Phasenumwandlungen
KW - Warmarbeitsstahl
KW - heat treatment
KW - finite element simulation
KW - residual stress
KW - phase transformation
KW - hot-work tool steel
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