Weiterentwicklung grundlegender theoretischer Modellvorstellungen zum Einfluss unterschiedlicher Werkstoffkennwerte auf die Werkstoffbeanspruchbarkeit

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Aufgrund der steigenden Anforderungen an die Leistungsfähigkeit hochbeanspruchter Komponenten des Maschinen- und Anlagenbaus resultiert die Forderung nach einer Steigerung der Beanspruchbarkeit der eingesetzten Werkstoffe. Das hier beantragte Forschungsvorhaben ist in ein Gemeinschaftsvorhaben eingebettet, dessen Ziel die Entwicklung sowohl neuer, innovativer Werkstofflkonzepte als auch neuer Verfahren hinsichtlich Herstellung und Wärmebehandlung von Stählen unterschiedlicher Werkstoffkonzepte ist. Im Mittelpunkt stehen dabei eine deutliche Steigerung einzelner Tragfähigkeitskennwerte sowie die Reduzierung der Streuungen in der Werkstofffestigkeit. Weiterhin soll als Ergebnis der im Rahmen des Gemeinschaftsvorhabens durchgeführten Forschungen eine Erhöhung der Prozesssicherheit bei der Stahlherstellung erreicht werden. Das hier beantragte Teilforschungsprojekt dient dazu, grundlegende theoretische Untersuchungen auf Basis bisher vorhandener Modellvorstellungen durchzuführen und diese um den Einfluss von bisher unberücksichtigten Werkstoffkennwerten zur Beschreibung des Werkstoffzustandes zu erweitern. Weiterhin soll die theoretische Grundlage für die Erarbeitung neuartiger Werkstoffkonzepte und deren Integration in vorliegende Modellvorstellungen in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit dem Institut für Eisenhüttenkunde (lEHK) der RWTH Aachen und dem Institut für Werkstofftechnik (IWT) in Bremen unter Federführung der beantragenden Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) erarbeitet werden. Die erweiterten Modellvorstellungen und die in interdisziplinärer Zusammenarbeit definierten, übergeordneten Anforderungen an neue Werkstoff- bzw. Wärmebehandlungskonzepte bilden eine wesentliche Grundlage für die anschließenden grundlagen- und anwendungsorientierten Einzelforschungsprojekte im Rahmen des Gemeinschaftsvorhabens. Diese Konzepte sollen in einem abschließenden Teilprojekt des Gemeinschaftsvorhabens mit dem Kurztitel „Optimierte Getriebestähle am Bauteil Zahnrad als Beispiel für eine sowohl durch Wälz- als auch durch Biegebeanspruchung belastete Getriebekomponente an der hier beantragenden Forschungsstelle untersucht, verifiziert und bewertet werden. Die erwarteten Erkenntnisse des hier beantragten Forschungsvorhabens werden in den Stand des Wissens eingeordnet und ermöglichen ein gegenüber dem heutigen Stand deutlich tiefer gehendes Verständnis der grundlegenden Vorgänge, Zusammenhänge und Einflüsse auf die Festigkeit im Werkstoff sowohl an als auch unterhalb der Bauteiloberfläche.