Erarbeitung einer Methodik zur semiempirischen Ermittlung der Umwandlungskinetik durchhärtender Wälzlagerstähle für die Wärmebehandlungssimulation

Development of a methodology for the semiempirical determination of the transformation kinetics of through hardening bearing steels for heat treatment simulation

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus4-113159
  • Die numerische Simulation von Wärmebehandlungsprozessen gewinnt bei der Auslegung großer und komplexer Wälzlagerkomponenten zunehmend an Bedeutung. Da die hierfür benötigten thermophysikalischen und thermomechanischen Werkstoffkennwerte stark von der jeweiligen Gefügezusammensetzung des Werkstoffes abhängen, ist eine exakte Beschreibung des Umwandlungsverhaltens von entscheidender Bedeutung für die Genauigkeit der Wärmebehandlungssimulation. Vor diesem Hintergrund ist es das übergeordnete Ziel dieser Arbeit, ein genaueres Verständnis der Einflussfaktoren auf die Phasenumwandlung von durchhärtenden Wälzlagerstählen zu generieren sowie eine Methodik zur vereinfachten Kennwertermittlung undDie numerische Simulation von Wärmebehandlungsprozessen gewinnt bei der Auslegung großer und komplexer Wälzlagerkomponenten zunehmend an Bedeutung. Da die hierfür benötigten thermophysikalischen und thermomechanischen Werkstoffkennwerte stark von der jeweiligen Gefügezusammensetzung des Werkstoffes abhängen, ist eine exakte Beschreibung des Umwandlungsverhaltens von entscheidender Bedeutung für die Genauigkeit der Wärmebehandlungssimulation. Vor diesem Hintergrund ist es das übergeordnete Ziel dieser Arbeit, ein genaueres Verständnis der Einflussfaktoren auf die Phasenumwandlung von durchhärtenden Wälzlagerstählen zu generieren sowie eine Methodik zur vereinfachten Kennwertermittlung und exakten mathematischen Abbildung des Umwandlungsverhaltens für die FE-Simulation von Wärmebehandlungsprozessen zu erarbeiten. Durch die gewonnenen Erkenntnisse wird der Aufwand für die Charakterisierung neuer Werkstoffchargen sowie bekannter Werkstoffchargen bei abweichenden Austenitisierungsbedingungen reduziert und die Genauigkeit der Simulationsergebnisse entscheidend erhöht.show moreshow less
  • The numerical simulation of heat treatment processes is becoming increasingly important in the design of large and complex bearing components. Since the required thermophysical and thermomechanical material properties depend strongly on the microstructural composition of the material, a precise description of the phase transformation behavior is of crucial importance for the accuracy of the heat treatment simulation. Against this background, the overall objective of this work is to generate a more detailed understanding of the factors influencing the phase transformation of through hardening bearing steels and to develop a methodology for simplified determination and exact mathematicalThe numerical simulation of heat treatment processes is becoming increasingly important in the design of large and complex bearing components. Since the required thermophysical and thermomechanical material properties depend strongly on the microstructural composition of the material, a precise description of the phase transformation behavior is of crucial importance for the accuracy of the heat treatment simulation. Against this background, the overall objective of this work is to generate a more detailed understanding of the factors influencing the phase transformation of through hardening bearing steels and to develop a methodology for simplified determination and exact mathematical mapping of the transformation behavior for the FE simulation of heat treatment processes. The knowledge gained in this work enables a more efficient approach to the simulation of heat treatment processes, as the time and effort for characterizing new material batches as well as known materials with different austenitizing conditions is considerably reduced. In addition, the quality of the simulation results is significantly improved by the more accurate mapping of the transformation behavior.show moreshow less

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Metadaten
Author:Stefan Lutz
Persistent identifiers - URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-113159
Persistent identifiers - DOI:https://doi.org/10.25593/978-3-96147-210-9
ISBN:978-3-96147-210-9
Series (Volume number):FAU Studien aus dem Maschinenbau (325)
Publisher:FAU University Press
Place:Erlangen
Editor:Jörg Franke, Nico Hanenkamp, Marion Merklein, Michael Schmidt, Sandro Wartzack
Referee:Marion Merklein, Markus Bambach
Advisor:Marion Merklein
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of publication:2019
Date of online publication (Embargo Date):2019/07/24
Publishing Institution:FAU University Press
Granting institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Acceptance date of the thesis:2018/01/23
Release Date:2019/07/25
Tag:Chargenschwankung; Durchhärten; Prozesssimulation; Werkstoffkennwerte; ZTU-Diagramm
SWD-Keyword:Wärmebehandlung; Simulation; Materialmodellierung; Wälzlagerstahl; Härten; Phasenumwandlung; Ingenieurwissenschaften; Maschinenbau; Produktionstechnik
Length/size:xiv, 189 Seiten
Notes:
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-209-3
Original publication:mb.fau.de/diss
Institutes:Technische Fakultät / Department Maschinenbau
Technische Fakultät / Department Maschinenbau / Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (LFT)
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik / 600 Technik, Technologie
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
open_access (DINI-Set):open_access
Collections:Universität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
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