Maß- und Formänderungen infolge von Wärmebehandlung von Stählen. Karl Heeß

Rahmen einer Vorauswahl wurden insgesamt 105 Veröffentlichungen ausgewählt und im Detail analysiert und bewertet. In 91 Fällen fiel das Votum positiv aus und es erfolgte eine Auswertung der entsprechenden Arbeit in der bewährten standardisierten Form. Der Umfang der Beispielsammlung steigt damit von 153 auf 244 Ausarbeitungen an. Erneut eine Steigerung um mehr als 50 %. Der ständigen Weiterentwicklung der Wärmebehandlungssimulation Rechnung tragend, sind ca. ein Drittel aller Ausarbeitungen Beispiele aus diesem Themenkreis.

      Neben den neuen Ausarbeitungen wurde auch der allgemeine Teil der Monographie in einigen Punkten verbessert. So wurde die Übersicht der Ursachen für Maß- und Formänderungen den aktuellen Erkenntnissen des Sonderforschungsbereiches „Distortion Engineering“ angepasst.

      Das überarbeitete Stichwortverzeichnis enthält jetzt zahlreiche verbesserte und klarere Definitionen.

      Aufgrund der großen Zahl von Veröffentlichungen zum Thema Maß- und Formänderungen kann kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben werden. Für Anregungen und Ergänzungen ist der Fachausschuss 15 jedoch stets dankbar und bittet um Zusendung von Veröffentlichungen, die durch sein Raster gefallen sind.

      Vorwort zur 3. Auflage

      Die Mitglieder des Fachausschuss 15 haben nach dem Erscheinen der zweiten Auflage im Jahr 2003 zwar zunächst einmal „kräftig durchgeatmet“, dann aber konsequent weiter an der standardisierten Ausarbeitung von relevanten Literaturstellen zum Thema Maß- und Formänderungen von Bauteilen aus Stählen gearbeitet. So wurden weitere 56 aktuelle Beispiele in die 3. Auflage aufgenommen. Eine Steigerung des Umfangs von über 50 %. Insgesamt beinhaltet sie jetzt 153 Ausarbeitungen. Der ständigen Weiterentwicklung der Wärmebehandlungssimulation Rechnung tragend, sind insgesamt 37 Beispiele aus diesem Themenkreis.

      Diese starke Vergrößerung des Inhalts brachte ein Problem mit sich: Die Seitenzahl der Monographie ist von 371 Seiten in der 2. Auflagen auf nunmehr über 600 Seiten angestiegen. Dieser Seitenumfang wäre nur schwerlich in einem Buch unterzubringen gewesen. Der Fachausschuss hat sich daher zur Beschreitung eines neuen Weges entschlossen: Die ausgearbeiteten Beispiele sind nur noch elektronisch auf der diesem Buch beiliegenden CD enthalten, der Grundlagenteil ist sowohl auf der CD als auch im Buch. Neben einer deutlichen Gewichtsreduzierung bietet diese Form der Monographie einen drastisch verbesserten Komfort bei der Suche nach Stichworte, seien es nun die bereits in der ersten und zweiten Auflage verwendeten Schlagworte oder Autorennamen oder jedes beliebige Textsegment. Die Suchmöglichkeiten des elektronischen Zeitalters führen sehr viel schneller und sicherer zum Ziel als das bisher übliche Nachschlagen in den Schlagwort-Verzeichnissen der Monographie. Die eingearbeiteten Verknüpfungen der Schlagworte mit den Ausarbeitungen erlauben ein schnelles Sichten der gewünschten Informationen und – falls gewünscht – auch einen Ausdruck. Für alle Schlagworte wurden Definitionen in die Monographie aufgenommen, die per Mausklick abrufbar sind.

      Im Grundlagenteil wurden neue Erkenntnisse aus den Arbeiten des Sonderforschungsbereichs „Distortion Engineering“ eingebracht. Speziell wurde die Tendenz II der unvermeidbaren Maß- und Formänderungen – verursacht durch thermische Spannungen – systematischer analysiert und die Regel von Ameen als nicht allgemeingültig erkannt. Das Kapitel „Berechnung von Maß- und Formänderungen“ wurde aktualisiert.

      Aufgrund der großen Zahl von Veröffentlichungen zum Thema Verzüge kann kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben werden. Die Beispiele wurden jedoch so gewählt, dass die wichtigsten Einflussfelder abgedeckt werden. Für Anregungen und Ergänzungen ist der Fachausschuss 15 jedoch stets dankbar.

      Vorwort zur 2. Auflage

      Die Autoren des Fachausschusses 15 haben sich aus unterschiedlichen Gründen zur Überarbeitung der ersten Auflage entschlossen, die sich aufgrund von Anregungen der Leser und inhaltlichen Aspekten ergeben haben.

      Der Titel der Monographie „Maß- und Formänderungen infolge Wärmebehandlung“ wird auf Stähle eingegrenzt. Diese Einschränkung wurde bei der Erstauflage versehentlich nicht vorgenommen, obwohl sich die Inhalte nur auf dieses Thema bezogen. Wir danken den Lesern für den Hinweis zur Klarstellung.

      Von einer inhaltlichen Erweiterung der Monographie auf alle metallischen Werkstoffe wurde bei der Überarbeitung aufgrund des zu weitreichenden Themengebietes und der damit verbundenen erheblichen zusätzlichen Erweiterung des Umfangs bei der zweiten Auflage Abstand genommen.

      Der Grundlagenteil der Erstauflage wurde weitestgehend überarbeitet. So wurde die Klassifizierung des Maß- und Formänderungsverhaltens in drei Grundtendenzen nach Wyss in die vorliegende Darstellung integriert. Weiterhin wurde das Konzept des „Verzugspotentials“, das im Rahmen der Arbeiten des Sonderforschungsbereiches 570 „Distortion Engineering“ der Universität Bremen entwickelt wurde, eingearbeitet.

      Aufgrund der sich stetig weiterentwickelten Erkenntnisse zur Simulation von Wärmebehandlungen und dem Wunsch der Härtereibetriebe nach dem Einsatz gebrauchsfähiger Simulationssoftware zur Vorausberechnung von Maß- und Formänderungen wurde das Kapitel 2 „Möglichkeiten und Grenzen der Berechnung von Maß- und Formänderungen“ neu formuliert sowie 15 ausgewählte Veröffentlichungen zur Simulation von Maß- und Formänderungen in einer standardisierten Form aufgearbeitet.

      Die Beispielsammlung wurde durch die Ausarbeitung der Inhalte aktueller, seit der Veröffentlichung der Erstauflage erschienener Veröffentlichungen zum Thema Maß- und Formänderungen von Stählen erweitert. Das vorliegende Buch enthält 97 aus-gearbeitete Praxisbeispiele. Damit wurde dieser Teile der Monographie nahezu verdoppelt. Die in der ersten Auflage gewählte standardisierten Form der Aufbereitung wurde konsequent beibehalten. Das zugehörige Schlagwortverzeichnis wurde gründlich überarbeitet.

      Aufgrund der großen Zahl von Veröffentlichungen zum Thema Verzüge kann kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben werden. Die Beispiele wurden jedoch so gewählt, dass die wichtigsten Einflussfelder abgedeckt werden. Für Anregungen und Ergänzungen ist der Fachausschuss 15 jedoch stets dankbar.

      Vorwort zur 1. Auflage

      Verzüge oder, anders ausgedrückt, Maß- und Formänderungen bei der Wärmebehandlung führen Jahr für Jahr zu beträchtlichen Kosten in der Fertigung durch Aus-schuss oder Nacharbeit. Ohne dass Summen exakt beziffert werden können, seien durch zwei Beispiele die wirtschaftlichen Auswirkungen verdeutlicht. Im einen Fall betragen die Kosten für eine Schleifbearbeitung nach der Wärmebehandlung etwa 30 % an den Fertigungskosten eines Großserienbauteils der Antriebstechnik. Ein Kunststoff-Spritzgießwerkzeug kann im zweiten Beispiel zum Zeitpunkt der Wärmebehandlung bereits den Wert eines Mittelklasse-Pkw darstellen; eine hohe Wertschöpfungsstufe, die bei unzulässig großen Verzügen zu nahezu untragbaren Ausschusskosten führt.

      Der enormen wirtschaftlichen Bedeutung entsprechend, wurden stets große Anstrengungen unternommen, Verzüge entweder so klein wie möglich zu halten oder sie zumindest weitgehend vorhersagen zu können.

      Mit dem Wissen über die Grundlagen der Wärmebehandlung wuchsen in den letzten Jahrzehnten auch die Kenntnisse über das Entstehen von Verzügen, und sie gehören heute zum festen Bestandteil in der Ausbildung von Wärmebehandlungsfachleuten.

      Die Beherrschung der Verzüge gestaltet sich – wie die tägliche Praxis zeigt – mitunter äußerst schwierig, da das Verzugsphänomen als sog. Systemeigenschaft von einer Vielzahl sich z.T. gegenseitig beeinflussender Größen abhängt. Ausgehend von der konstruktiven Gestaltung über die Wahl des Werkstoffs, dessen umformtechnische oder spanende Verarbeitung bis zur Wärmebehandlung eines Bauteils, sind alle Bereiche der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung am Entstehen des späteren Verzuges mitbeteiligt. Ein Beispiel aus der Produktion von Getriebekomponenten beziffert die unterschiedlichen Einflussfaktoren auf die Maß- und Formänderungen zu 50–60 % (Bauteilform), 20–30 % (Werkstoffwahl) und nur zu 5–10 % für den eigentlichen Wärmebehandlungsprozess /Ber88/. Die bereichsübergreifende Verantwortung für den entstehenden Gesamtverzug kommt inzwischen immer häufiger darin zum Ausdruck, dass zur Lösung oder vorbeugenden Vermeidung von Verzugsproblemen die modernen Arbeitsformen wie Qualitätszirkel oder Simultaneous Engineering eingesetzt werden.

      Als