Simulation und praktische Anwendung des geregelten Carbonitrierens von niedriglegierten Stählen

Meer over het boek

Das Carbonitrieren verbessert die Eigenschaften von Stahlbauteilen durch die Anreicherung der Randschicht mit Kohlenstoff und Stickstoff, wobei insbesondere niedriglegierte Einsatz- und Wälzlagerstähle verwendet werden. Das Verfahren bietet Vorteile für Bauteile der Antriebstechnik, wie Zahnräder und Lager. Die Konzentration von Kohlenstoff und Stickstoff sowie deren Tiefenverteilung beeinflussen entscheidend die Eigenschaften wie Dauerfestigkeit und Verschleißbeständigkeit, die durch die Einstellung definierter Gefüge erreicht werden. Optimale Profile führen zu einer gezielt eingestellten Mikrostruktur aus Martensit, Restaustenit und fein verteilten Ausscheidungen wie Carbiden und Nitriden. Zudem werden Druckeigenspannungen am Rand erzeugt. Die Verbesserung der Prozesssicherheit erfolgt durch die Regelung des Carbonitrierens und die Simulation der Kohlenstoff- und Stickstoffprofile, was die gezielte Einstellung optimaler Zustände ermöglicht. In dieser Arbeit wird erstmalig die Anwendung des geregelten Carbonitrierens sowie die Simulation der werkstoffabhängigen Konzentrationen und Ausscheidungen untersucht und bewertet. Diese Untersuchungen zeigen das hohe Anwendungspotenzial des geregelten Carbonitrierens für hochbeanspruchte Bauteile der Antriebstechnik und tragen zur Weiterentwicklung eines prozesssicheren Wärmebehandlungsverfahrens bei.