A model for description of structure forming processes during reheating steels for thermal treatment

摘要

Modern production technologies, applied for parts or billets of steels for heat treatment, demand a possibility to predict the resulting and important structure parameters. The description of the austenite structure before transformation is also interesting for technologies with austenite transformation. A concept is presented to model austenitizing, including austenite nucleation, austenite nuclei growth and austenite grain growth. Monte-Carlo-Simulation is the mathematical method for modelling. The influence of secondary phases, especially the dissolution, is taken into account by using an additional part of the model. The mathematical method therefore is finite-differences. Based on this concept, a model is developed for description of austenization during reheating. The variables for input are estimated at metallo-grafical plane. Tests were carried out with case hardening steels and tempering steels. Austenite nuclide density and grain growth behaviour were estimated, both according to the initial state.%Moderne Produktionstechnologien, die auf Bauteile bzw. Vormaterial aus Stählen für eine Wärmebehandlung angewendet werden, erfordern die Möglichkeit einer präzisen Vorhersage der sich einstellenden und nachfolgend wichtigen Gefügeparameter. Für Technologien mit Austenitumwandlung ist auch die Beschreibung des vor der Umwandlung eingestellten Austenitzustandes von Interesse. Vorgestellt wird ein Konzept zur Modellierung der Austenitisierung mit den Teilschritten Austenitkeimbildung, Austenitkeimwachstum und Austenitkorn-wachstum. Modellierungsmethode ist die Monte-Carlo-Simulation. Der Einfluß der sekundären Phasen, insbesondere ihrer Auflösung, wird durch ein Teilmodell einbezogen. Modellierungsmethode für dieses Teilmodell ist das Finite-Differenzen-Verfahren. Auf der Basis dieses Konzepts ist ein Simulationsmodell zur Beschreibung von Austenitisierungsvorgängen bei der Wiedererwärmung entwickelt worden. Eingangsgrößen lassen sich am metallografischen Schliffbild bestimmen. Versuche mit Einsatz- und Vergütungsstählen wurden durchgeführt. Bestimmt wurden dabei u.a. die Austenitkeimdichte und das Kornwachstumsverhalten in Abhängigkeit von der Ausbildung des Ausgangsgefüges.