Optimierung des gepulsten Laserhärtens und Anlassens zur Verbesserung der Dauerfestigkeit von bauteilähnlichen Proben aus Stahl

Viac o knihe

Die Wärmeeinflusszone neben einer lasergehärteten Spur zeigt geringe Härten und hohe Zugeigenspannungen, was zu einer Abnahme der lokalen Dauerfestigkeit führt. Rissinitiierungen treten daher in diesem Bereich auf. Im Vergleich zum kontinuierlichen Laserbetrieb erhöht eine gepulste Energieeinbringung die Randschichthärte und Einhärtetiefe. Frühere Studien haben jedoch gezeigt, dass sich die Werkstoffeigenschaften bei lokalem Aufschmelzen der Oberfläche erheblich verschlechtern. Um das Ermüdungsverhalten lasergehärteter Bereiche zu untersuchen, wurden Proben mit bauteilähnlichen Geometrien aus dem Vergütungsstahl 42CrMo4 in Bereichen lokaler Spannungsüberhöhungen gepulst lasergehärtet. Zu Beginn der Untersuchung wurden Vorversuche durchgeführt, um optimale Parameter für die Laserstrahlhärtung zu bestimmen. Ziel war es, die Einhärtetiefen zu optimieren und Druckeigenspannungen in den Bereichen maximaler Lastspannungen zu erzeugen, um die lokale Dauerfestigkeit zu steigern. Aufgrund begrenzter Wärmeabfuhr kann es an Kanten zu Überhitzung und lokalem Aufschmelzen kommen. Der gepulste Laserprozess sollte optimiert werden, um die Schmelztemperatur an Kanten nicht zu überschreiten. Zudem mussten die Anlasszone und die Zugeigenspannungen möglichst weit von den hochbeanspruchten Stellen platziert werden. Das Zusammenspiel optimaler Einhärtetiefen und gezielt eingebrachten Druckeigenspannungen erhöht die lokale Dauerfestigkeit. Der Einf