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

M3 - Dissertation

ER -