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      Modellierung des Niederdruckaufkohlungsprozesses mit Ethin in einer großtechnischen Aufkohlungskammer* Translated title: Modeling of the low pressure carburizing process with acetylene in a industrial carburizing chamber

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          Kurzfassung

          Die bei der Niederdruckaufkohlung von Stahl im Ofenraum und an der Stahloberfläche ablaufenden Pyrolyse- und Aufkohlungsvorgänge sind bisher nicht vollständig verstanden. Am Engler-Bunte-Institut wird vor allem unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Aufbauproduktbildung und des Verständnisses der Entstehung höherer Kohlenwasserstoffe die Aufkohlung mit verschiedenen kurzkettigen Kohlenwasserstoffen untersucht. Im vorliegenden Artikel wird die Modellierung des großtechnischen Niederdruckaufkohlungsprozesses mit Ethin auf Basis einer numerischen Strömungssimulation vorgestellt. Dieses Modell vereint ein formalkinetisches Modell zur Beschreibung der homogenen Ethinpyrolyse, ein Modell zur Beschreibung der Kohlenstoffabstraktion an der Bauteiloberfläche und der Kohlenstoffdiffusion im Bauteil mit dem kommerziell erhältlichen Programmcode Fluent® zur Berechnung der Strömung im freien Gasraum. Mit diesem komplexen Modell können die Zusammensetzung der Abgase, der Aufkohlungsstrom während des instationären Aufkohlungsvorgangs und des Weiteren das resultierende Kohlenstoffprofil in den Bauteilen berechnet werden. Nach erfolgreicher Validierung des Modells an verschiedenen Laborapparaturen wurde der Pyrolyse- und Aufkohlungsprozess in einer industriellen Niederdruckaufkohlungsanlage simuliert.

          Abstract

          The pyrolysis and the carburizing processes involved in low pressure carburization of steel are not yet fully understood. Present investigations at the Engler-Bunte-Institut aim at a deeper understanding of the formation of unwanted higher hydrocarbons, tar and soot during carburization with various hydrocarbons. In this paper a model for the industrial low pressure carburizing of steel with acetylene is presented. This model combines a simplified kinetic model of the pyrolysis of acetylene, a model of the carbon abstraction on the steel surface and of the carbon diffusion in the steel sample with the commercial program code Fluent® for calculating the gas flow. With this complex model the composition of the exhaust gases, the transient carbon flow into the steel sample and furthermore the resulting carbon profile in the sample can be calculated. After validating the model successfully in various laboratory apparatuses the pyrolysis and carburizing process of an industrial carburizing chamber was simulated.

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            Neue Erkenntnisse zur Stoffübertragung bei der Niederdruckaufkohlung mit Acetylen

             W Grafën (2003)
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                Author and article information

                Journal
                htme
                HTM Journal of Heat Treatment and Materials
                Carl Hanser Verlag
                1867-2493
                2194-1831
                2010
                : 65
                : 3
                : 149-158
                Affiliations
                1 Engler-Bunte-Institut, Karlsruhe
                2 Robert Bosch GmbH, Schwieberdingen
                Author notes
                [*]

                Vorgetragen von Dominic Buchholz auf dem HK 2009, 65. Kolloquium für Wärmebehandlung, Werkstofftechnik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik, 7.-9. Oktober 2009, in Wiesbaden.

                Article
                HT110057
                10.3139/105.110057
                © 2010, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 17, Pages: 10
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

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