Vom Strom bis zum Gefuge: FE-Simulation des induktiven Hartens

摘要

Aufgrund der sauberen, reproduzierbaren Prozessfuhrung, der hohen ubertragbaren Leistungsdichte und der guten Kontrollierbarkeit der Warmezone hat die induktive Erwarmung einen festen Platz bei der Warmebehandlung von hochbelasteten Stahlbauteilen. Bei der Prozessfuhrung kommt es darauf an, Erwarmungszonen, Einwarmtiefen und Spitzentemperaturen sowie das zugehorige Temperatur-Zeit-Regime prazise zu steuern. Dieser Beitrag zeigt, wie das raumliche und zeitliche Temperaturprofil eines Hartungsprozesses mit Hilfe der Finite-Elemente-Simulation im Fall der Oberflachenhartung einer Kalanderwalze virtuell vorausberechnet werden kann. Die Methode gestattet es, die optimale Induktor-Form, die zugehorige Stromstarke und -frequenz fur das gewunschte Temperaturprofil sowie die daraus resultierende ortlich begrenzte Gefugeumwandlung wirtschaftlich und exakt vorherzubestimmen. Durch den Harteprozess werden mechanische Spannungen in der Kalanderwalze erzeugt, die die Belastungsspannungen neutralisieren und damit die Lebensdauer der Walze erhohen.