Читать книгу Maß- und Formänderungen infolge von Wärmebehandlung von Stählen - Karl Heeß - Страница 22

Grundsätzlich gilt dann, dass bei jedem Abschreckprozess zwangsläufig die Oberfläche zunächst schneller abkühlt als die innen liegenden Bereiche. Dadurch versucht der randnahe Bereich zu kontrahieren. Diesem Bestreben stellt sich aber der noch warme Kern entgegen. Entsprechend kommt es zunächst zur Ausbildung von Zugspannungen am Rand und kompensierenden Druckspannungen im Kern (Bild 1.9, /Ros66/). Mit fortschreitender Abkühlung wächst die Temperaturdifferenz zwischen Rand und Kern an, bis sie ein Maximum erreicht. Zu diesem Zeitpunkt (Punkt W in Bild 1.9) haben sich maximale Zugspannungen eingestellt. Im weiteren Verlauf gehen diese kontinuierlich zurück. Bei rein elastischem Verhalten würde nach Temperaturausgleich ein eigenspannungsfreier Zylinder resultieren (Kurve a). In der Realität wird aber bei einem Abschreckprozess die (temperaturabhängige) Warmstreckgrenze des Werkstoffs in der Regel überschritten und die resultierenden plastischen Deformationen (schraffierte Bereiche) verschieben die Spannungen im oberflächennahen Bereich in Richtung Druck. Am Ende resultiert ein typischer Abschreck-Eigenspannungs-Zustand: Druckeigenspannungen im Randbereich und Zugeigenspannungen im Kern.

Bild 1.9:

Entstehung von Wärmeeigenspannungen /Ros66/