Entwicklung einer Bainit-Sensortechnik zur Charakterisierung gradierter Gefugeausbildungen in der Bauteil-Rand-und Kernzone

摘要

Der Einsatz von Hochleistungsschmiedebauteilen in Leichtbauweise erfordert es beanspruchungsgerecht Bauteileigenschaften einzustellen. Die Einstellung der mit dem Gefuge korrelierenden mechanischen Eigenschaften von Schmiedebauteilen, kann hierbei uber eine gesteuerte Abkuhlung direkt aus der Schmiedeware erfolgen. Die Einstellung und Auslegung eines solchen Abkuhlungsprozesses entsteht konventionell auf der Basis von Simulationen und Erfahrungen. Viele wirkende Einflussfaktoren sorgen jedoch dafur das hohe Sicherheitszuschlage und eine nachtragliche Qualitatssicherung notig sind. Eine in-situ Uberwachung der Gefuge Ausbildung wahrend der Bauteilabkuhlung bietet hier das Potenzial Sicherheitszuschlage und nachtraglich Qualitatskontrollen zu verringern sowie den Ausschuss und damit Kosten zu senken. Am Institut fur Werkstoffkunde der Leibniz Universitat Hannover wurde zur Uberwachung der Gefugeausbildung in verschiedenen Tiefenlagen ein auf dem Wirbelstromverfahren basierendes elektromagnetisches Prufverfahren entwickelt. Dieses ermoglicht den Umwandlungsbeginn sowie das Umwandlungsende ferromagnetischer Phasen, wie Ferrit, Perlit, Bainit und Martensit, bei der Bauteilabkuhlung im Luftstrom sowie im Wasser-Luft-Spray zu erfassen. Auch eine Unterscheidung sowie eine Quantifizierung der sich ausbildenden Gefugephasen ist durch die Analyse der Messsignale moglich. Durch die in-situ Datenerfassung ist diese Pruftechnik neben einer integrierten Qualitatssicherung daruber hinaus dazu geeignet, den Abkuhlvorgang zu steuern oder auch zu regeln. So konnen im ersten Schritt bauteilspezifisch optimierte Abkuhlraten identifiziert werden, sowie weitergehend auch wahrend des Abkuhlvorgangs die Abkuhlraten an den momentanen Bauteilzustand angepasst werden. Uber eine mehrfrequente Prufung in Verbindung mit angepasster Sensortechnik wird die Erfassung der Gefugeausbildung in unterschiedlichen Tiefenlagen, wie im Bauteilrand und -kern sichergestellt. Zur Auswahl angepasster Prufparameter wie auch zur Entwicklung geeigneter Sensoren werden die Untersuchungen durch entsprechende Simulationsberechnungen begleitet.