Jenseits des Gießens

Nicht nur Gießen und Speisen bestimmen die Qualität eines Stahlgussteils. Gießprozesssimulation berücksichtigt heute vielmehr den gesamten Herstellungsprozess. Da die Eigenschaften von Stahlgussteilen sich maßgeblich auch aus der Wärmebehandlung definieren, sind in MAGMASOFT® Berechnungsmöglichkeiten zur Vorhersage des Wärmebehandlungsprozesses verfügbar.

Simulierte Temperaturen während der Wärmebehandlung sind die Basis für Gefüge- und Eigenschaftsvorhersagen

Für ein Kettenantriebsrad stellte sich die Frage, welche Eigenschaften bei gegebenen Wärmebehandlungsbedingungen durch kleinere Legierungsänderungen erreicht werden können.

Die Wärmebehandlung von Stahlsorten umfasst das kontrollierte Aufheizen des Teils zur Homogenisierung des Gussgefüges und entsprechender Seigerungen (Austenitisierung), gefolgt von einem Abschreckprozess, um bestimmte Elemente oder Phasen in Zwangslösung zu halten. Die gewünschten Gefüge und Eigenschaften werden letztendlich mit dem Anlassprozess eingestellt.

Für das Gussteil wurden experimentell ermittelte Abkühlkurven mit der Simulation verglichen und die lokalen Abschreckbedingungen dadurch ermittelt.

Eine Datenbank von ZTU-Diagrammen ist die Kopplung zwischen Temperaturvorhersagen Gefügen und Eigenschaften

Durch die Verknüpfung der lokalen Temperaturen mit einer Datenbank von kontinuierlichen Zeit-Umwandlungsdiagrammen können für hunderte von Stahlsorten die Verteilung von Martensit-, Bainit und Perlit/Ferrit-Gefügen nach dem Abschrecken lokal vorhergesagt werden. Die Kombination dieser Informationen und die Berechnung der Veränderungen, die beim Anlassen passieren, bestimmen die Verteilung der Eigenschaften wie Härte, Streckgrenze und Zugfestigkeit oder Dehnung im Teil. Für das Antriebsrad wurden mit MAGMASOFT® unterschiedliche Legierungsänderungen und Anlassbedingungen untersucht, und Härte und Dehnungsvorhersagen mit Testkörpern verglichen.

Die Vorhersage von Eigenschaften von Stahlgussteilen geht daher weit über die Erstarrung und Speisung hinaus.

Martensitverteilung nach der Abschreckung (links) und Härteverteilung nach dem Anlassen (rechts)

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