In der Produktionstechnik wird stets eine kontinuierliche Optimierung der Prozesskette
hinsichtlich Qualität, Produktionskosten und Bearbeitungsdauer angestrebt. In diesem
Zusammenhang führen die Bemühungen zur Reduzierung der Bearbeitungsdauer oftmals zu
einer Kombination verschiedener Prozessschritte. Durch eine integrierte
Randzonenverfestigung kann sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Effizienz der
Prozesskette erhöht werden. Für metastabile austenitische Stähle besteht die Möglichkeit einer
verformungsinduzierten Randzonenverfestigung infolge einer Phasentransformation des
Austenits zu Martensit. Hierzu sind hohe plastische Verformungen erforderlich. Zusätzlich
dürfen die Temperaturen in den Bereichen plastischer Deformation einen kritischen
werkstoffabhängigen Wert nicht überschreiten. Bei der Zerspanung wird allerdings fast die
komplette Prozessenergie in thermische Energie umgewandelt. Kryogene Kühlmedien wie
Kohlenstoffdioxid-Schnee oder flüssiger Stickstoff bieten eine Möglichkeit, die Temperaturen
bei der Zerspanung auf einem entsprechend niedrigen Niveau zu halten. In dieser Arbeit wurde
die verformungsinduzierte Martensitbildung beim Drehen metastabiler austenitischer Stähle
untersucht. In diesem Zusammenhang fanden die Auswirkungen der kryogenen
Kühlbedingungen und der Geometrien von Werkzeugschneide und Werkstück
Berücksichtigung. Zudem wurden Untersuchungen des Einflusses einer Werkstückvorkühlung
sowie einer Werkstückvorverfestigung auf die Phasentransformation durchgeführt. Des
Weiteren wurde der Einfluss der Schnittparameter und des Neigungswinkels auf die
Martensitbildung in der Werkstückrandzone analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass mit
geeignet gewählten Einflussfaktoren eine umfangreiche Phasentransformation in der
Werkstückrandzone möglich ist, die zu einer Verbesserung der Ermüdungs- und
Verschleißfestigkeit des Werkstücks im späteren Einsatz führt.
Aktualisiert: 2023-01-27
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