Maßgeschneiderte bainitisch-martensitische Mischgefüge durch induktives Randschichthärten am Beispiel von 42CrMo4

M.Sc. Fabian Mühl

Motivation

Der Prozess der induktiven Randschichthärtung findet heute in weiten Bereichen der Zahnradfertigung Anwendung und zeichnet sich durch kurze Prozesszeiten sowie hohe Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz aus. Induktiv gehärtete Komponenten aus Stahl weisen durch die hohe Martensithärte an der Bauteiloberfläche einen hohen Verschleißwiderstand und gute Ermüdungseigenschaften aufgrund hoher Druckeigenspannungen in der Bauteilrandschicht auf. Mischgefüge aus Bainit und Martensit verfügen in bestimmten Volumenverhältnissen über erhöhte Zugfestigkeiten und verbesserte Ermüdungseigenschaften und können somit das Bauteilverhalten im Betrieb positiv beeinflussen. Durch ein neuartiges Induktorkonzept, welches eine geregelte Abkühlung ermöglicht, können unterschiedliche Wärmebehandlungsstrategien zur Erzeugung solcher bainitisch-martensitischer Mischgefüge umgesetzt und untersucht werden.

Ziele

• geregelte Wärmebehandlung beim Induktionshärten mittels innovativem Induktorkonzept
• Festigkeitssteigerung induktiv gehärteter Bauteil über bainitisch-martensitische Mischgefüge Untersuchungen
• Experimentelle Untersuchungen geregelter Induktionshärteversuche
• Charakterisierung des Randschichtzustandes
• Untersuchung der mech. Eigenschaften
• Modellierung und Simulation zur Prozessoptimierung