Ultraschallunterstütztes Flüssigkeitsabschrecken bei der Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe

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In zahlreichen Wärmebehandlungen metallischer Werkstoffe ist das Abschrecken von einer Lösungsglühtemperatur ein entscheidender Schritt (Bsp. martensitisches Härten von Stählen, Ausscheidungshärten von Aluminiumlegierungen). Das Abschrecken wird dabei überwiegend in Flüssigkeitsbädern (Wasser, Öl) vorgenommen. Vorteile der Flüssigkeitsabschreckung sind der relativ geringe Aufwand und die hohe mittlere Abschreckgeschwindigkeit. Nachteil ist die sehr ungleichmäßige Abschreckung durch das Verdampfen der Flüssigkeit an der Bauteiloberfläche (Leidenfrost-Effekt). Eine neuartige Variante der Flüssigkeitsabschreckung ist die ultraschallunterstützte Flüssigkeitsabschreckung. Dabei wird der Dampffilm auf der Bauteiloberfläche zerstört und die Flüssigkeitsabschreckung wird gleichzeitig rascher und gleichmäßiger. Untersucht werden soll der Einfluss der Ultraschallparameter (Sonotroden, Amplituden, zeitliche und örtliche Variation, etc.) auf die Wasserabschreckung von Stählen und Aluminiumlegierungen. Die resultierenden Wärmeübergangskoeffizienten sollen experimentell bestimmt und als Eingangsgrößen für die Wärmebehandlungssimulation genutzt werden. Die simulierten Gefüge, Eigenschaften, Eigenspannungen und Verzüge sollen mit experimentellen Ergebnissen verifiziert werden.