Kryogenes Festwalzen metastabiler Austenite Translated title: Cryogenic deep rolling of metastable austenites

Kurzfassung

Die Verwendung metastabiler Austenite, welche sich durch rein mechanische Prozesse wie Kugelstrahlen oder Festwalzen prozessintegriert zur Randschichthärtung martensitisch umwandeln lassen, wird von einem fertigungstechnischen Dilemma begleitet. Die geeigneten Gefügezustände müssen stabil genug sein, um in der Weichbearbeitung nicht oder nur geringfügig umzuwandeln, während ein bestimmtes Maß an Instabilität für die anschließende Härtung erforderlich ist. In den hier vorgestellten Arbeiten wird ein neuer Ansatz zur Erweiterung des Stabilitätsspektrums der eingesetzten Werkstoffe präsentiert. Durch Kombination eines mechanischen Prozesses mit einer kryogenen Behandlung kann die Verwendung stabilerer Gefügezustände ermöglicht werden bzw. ein größerer Anteil des Austenits bei gleichbleibender mechanischer Belastung in Martensit umgewandelt werden. Der vorgestellte Hybridprozess führt sowohl zu höheren Einhärtungstiefen als auch zu größeren Maximalhärten.

Abstract

The application of metastable austenites, which can be transformed to martensite in surface hardening by purely mechanical processes such as shot peening or deep rolling, comes along with a dilemma within the field of manufacturing technologies. The corresponding microstructures require a certain amount of stability to avoid martensitic transformation during soft machining but on the other hand, the microstructure has to show some instability to allow for surface hardening due to mechanical stresses afterwards. In this paper a new approach to expand the suitable spectrum of microstructure stability of the applied materials is presented. By combination of a process inducing high compressive stresses and a cryogenic treatment of the surface layer, increased amounts of austenite can be transformed into martensite. The presented hybrid process carries the potential to result in both, higher hardness penetration depth and maximum hardness.