Beitrag zur Modellierung des Elektronenstrahlhärtens von Stahl:
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Chemnitz
FLUX-Verl.
1997
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INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS
DER
FORMELZEICHEN
UND
SYMBOLE
8
1
EINLEITUNG
11
2
DAS
ELEKTRONENSTRAHL-RANDSCHICHTHAERTEN
13
2.1
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
DER
ERWAERMUNG
MIT
ELEKTRONENSTRAHLEN
.
13
2.2
TECHNOLOGISCHE
REALISIERUNG
DES
ELEKTRONENSTRAHLHAERTENS
.
18
2.3
PHASENUMWANDLUNGEN
.
25
2.3.1
AUSTENITKEIMBILDUNG
.
27
2.3.2
AUSTENITKEIMWACHSTUM
.
31
2.3.3
KARBIDAUFLOESUNG
UND
AUSTENITHOMOGENISIERUNG
.
35
2.3.4
EINFLUSS
DER
ERWAERMUNGSGESCHWINDIGKEIT
.
37
2.4
GEFUEGE
UND
EIGENSCHAFTEN
.
41
3
STAND
VON
MODELLIERUNG
UND
SIMULATION
AUF
DEM
GEBIET
DES
RANDSCHICHTHAERTENS
47
3.1
TEMPERATURFELDER
.
47
3.1.1
GRUNDLAGEN
DER
WAERMELEITUNG
MIT
BEWEGTER
WAERMEQUELLE
.
.
47
3.1.2
LINEARISIERUNG
DER
WAERMELEITUNGSGLEICHUNG
.
50
3.1.3
LOESUNGSMETHODEN
.
52
3.1.4
FUNDAMENTAL-LOESUNG
NUT
HILFE
DER
GREENSCHEN
FUNKTION
.
.
53
3.1.5
KONTINUIERLICHE
UND
RAEUMLICH
AUSGEDEHNTE
WAERMEQUELLEN
.
.
54
3.1.6
BEWEGTE
WAERMEQUELLEN
.
56
3.1.6.1
2D
TEMPERATURFELDER
.
58
3.1.6.2
3D
TEMPERATURFELDER
.
59
3.1.7
RANDBEDINGUNGEN
.
60
3.1.7.1
HALBRAUM
.
61
3.1.7.2
VIERTELRAUM
.
62
3.1.7.3
DUENNE
PLATTE
.
63
3.1.7.4
DOPPELTE
BEGRENZUNG
IN
Y-RICHTUNG
.
64
3.1.7.5
SCHRAEGE
BEGRENZUNGEN
.
65
3.1.8
QUASISTATIONAERE
UND
INSTATIONAERE
TEMPERATURFELDER
.
68
3.1.8.1
QUASISTATIONAERE
TEMPERATURFELDER
.
68
3.1.8.2
INSTATIONAERE
TEMPERATURFELDER
.
68
3.2
PHASENUMWANDLUNGEN
.
72
3.2.1
MAKRO
UND
MESOSKOPISCH-PHAENOMENOLOGISCHE
MODELLE
DER
AUSTENITBILDUNG
BEIM
RANDSCHICHTHAERTEN
.
73
3.2.2
MIKROSKOPISCHE
MODELLE
DER
AUSTENITBILDUNG
BEIM
RAND
SCHICHTHAERTEN
.
75
3.2.3
MODELLIERUNG
DER
MARTENSITISCHEN
UMWANDLUNG
.
77
3.3
EIGENSCHAFTEN
.
79
4
MODELLIERUNG
DES
ELEKTRONENSTRAHLHAERTENS
80
4.1
MOTIVATION
UND
ZIELSETZUNG
.
80
4.2
TEMPERATURFELDBERECHNUNG
.
83
4.2.1
MODELLANSAETZE
FUER
DIE
LEISTUNGSDICHTEVERTEILUNG
.
83
4.2.2
QUASISTATIONAERE
TEMPERATURFELDER
BEIM
ESH
.
85
4.2.2.1
EINFLUSS
DER
VORSCHUBGESCHWINDIGKEIT
.
88
4.2.2.2
ZEIT-TEMPERATUR-VERLAEUFE
.
90
4.2.3
INSTATIONAERE
TEMPERATURFELDER
.
93
4.3
MODELLIERUNG
DER
AUSTENITBILDUNG
.
99
4.3.1
MODELLGEOMETRIE
.
99
4.3.2
AUSTENITKEINIBILDUNG
.
100
4.3.3
AUSTENITKEIMWACHSTUM
.
105
4.3.3.1
DIFFUSIONSGESTEUERTER
WACHSTUMSMECHANISMUS
.
106
4.3.3.2
MASSIVER
WACHSTUMSMECHANISMUS
.
110
4.3.4
THERMODYNAMISCHE
BESCHREIBUNG
DES
SYSTEMS
FE-C
.
114
4.3.5
BERECHNUNG
DES
LOKALEN
GLEICHGEWICHTES
.
115
4.4
EINFLUSS
VON
LEGIERUNGSELEMENTEN
.
116
4.4.1
BEEINFLUSSUNG
DES
LOKALEN
GLEICHGEWICHTES
.
117
4.4.1.1
THERMODYNAMISCHE
BESCHREIBUNG
DER
GEFUEGEBESTANDTE.ILE
.
117
4.4.1.2
PARAGLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN
.
118
4.4.2
BEEINFLUSSUNG
DER
KOHLENSTOFFDIFFUSION
.
121
4.4.3
EINFLUSS
AUF
MASSIVE
AUSTENITBILDUNG
.
126
4.5
BERECHNUNG
DER
RANDSCHICHTEIGENSCHAFTEN
.
129
5
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
133
5.1
CHARAKTERISIERUNG
DES
AUSGANGSMATERIALS
.
133
5.2
ELEKTRONENSTRAHL-BEHANDLUNG
.
140
5.3
CHARAKTERISIERUNG
DER
ELEKTRONENSTRAHLGEHAERTETEN
RANDSCHICHTEN
.
.
143
6
DISKUSSION
151
6.1
OBERFLAECHENTEMPERATUR
.
151
6.2
UMWANDLUNGSTIEFE
.
156
6.3
EIGENSCHAFTSPROFILE
.
159
7
ZUSAMMENFASSUNG
165
ANHANG
169
AL
NUMERISCHE
INTEGRATION
DER
TEMPERATURFELDLOESUNG
169
A2
THERMOPHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN
DER
UNTERSUCHTEN
STAEHLE
172
A2.1
WAERMELEITFAEHIGKEIT
.
172
A2.2
SPEZIFISCHE
WAERME
.
174
A2.3
DICHTE
.
174
A2.4
TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT
.
176
A3
ZUR
KIRCHHOFF-TRANSFORMATION
177
A4
THERMODYNAMISCHE
PARAMETER
179
LITERATUR
183
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197 |
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