Zielsicher Wärmebehandeln
Viele Gussteile erhalten ihre finalen Eigenschaften nach den Gießprozess durch eine Wärmebehandlung. Dies geschieht durch Einstellung der jeweils gewünschten Mikrostruktur sowie der erforderlichen mechanische Eigenschaften. Im Wärmebehandlungsmodul von MAGMASOFT® wird die Temperaturverteilung im Bauteil während jedes Wärmebehandlungsschritts in Abhängigkeit der folgenden Prozessgrößen ermittelt:
- verwendete Ofenkennlinien
- Prozesszeiten
- Prozesstemperaturen
- Abschreckmedien und -temperaturen
Optimized Heat Treatment
Verzug während des Lösungsglühens aufgrund der Schwerkraft für unterschiedliche Wärmebehandlungsgestelle
Vergleich des Verzugs nach Wärmebehandlung mit und ohne Berücksichtigung des Verzugs aus dem Gießprozess
Kombinationen von Anlasshärte und Dehnung für einen niedriglegierten Stahl: Suche nach dem besten Kompromiss
Minimierung des Verzugs durch Modifikation der Abschreckbedingungen
Simulation des Aufheizens von Schwenklagern im Ofen, drei gestapelte Wärmebehandlungsboxen mit 27 Gussbauteilen
Mikrostrukturentwicklung bei der Wärmebehandlung von Schwenklagern aus dem Werkstoff ADI
Die virtuelle Optimierung von Wärmebehandlungsprozessen ermöglicht:
- die Reduzierung von Prozesszeiten im Ofen
- Die Bewertung des Wärmebehandlungsbedarfs zur Einstellung gewünschter Gefüge, Spannungsverteilungen oder Eigenschaften
- die Untersuchung von Prozessschwankungen auf Gefüge und Werkstoffeigenschaften
- die Minimierung von Eigenspannungen und Verzug von Gussteilen durch optimierte Prozessteuerung
- Reduzierung von Kosten für umfangreiche Experimente und Verkürzung von Entwicklungszeiten
Die Nutzung von virtuellen Versuchsplänen erlaubt die Optimierung von Anlasstemperaturen und -zeiten für Bauteile aus Stahlguss. Damit kann ein optimaler Kompromiss aus Festigkeit und Verformbarkeit des Werkstoffs realisiert werden.
In Verbindung mit einer Berechnung von Eigenspannungen aus dem Gießprozess kann die Wirkung beim Spannungsarmglühen von Eisengussbauteilen bewertet werden. Im Eisenguss können die Prozessbedingungen für die Gefügebildung durch Perlitisieren und für die Herstellung von Austempered Ductile Iron (ADI) optimiert werden.
Das Design von Wärmebehandlungsgestellen für Aluminium-Strukturbauteile kann mithilfe von Eigenspannungsberechnungen in der Wärmebehandlung ausgelegt werden.
Rissrisiken aufgrund großer Temperaturgradienten beim Abschrecken von Bauteilen können durch entsprechende Prozess- bzw. Designoptimierung vermindert werden.
Fallstudie Wärmebehandlung
Wenn Gussteile durchhängen
Aluminiumgussteile werden oft wärmebehandelt, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern und um gleichzeitig thermische Spannungen aus dem Gießprozess zu vermindern.
