Volumenvergrößerung gerät der Rand unter eine zusätzlich wirkende Druckspannung. Durch diese werden die plastischen Deformationen vorzeitig gestoppt und die Spannung fällt ab. Der Vorzeichenwechsel der Spannungen wird dadurch insgesamt zu kleineren Zeiten hin verschoben. Im weiteren Verlauf wurde angenommen, dass die Zugspannungen im Kern aufgrund der dort relativ hohen Temperatur die Warmstreckgrenze überschreiten, was zu einer umwandlungsbedingten plastischen Verlängerung des Kerns führt. Die anschließende martensitische Kernumwandlung erzeugt eine weitere Spannungsumkehr, so dass nach vollständigem Temperaturausgleich Zugspannungen im Rand und Druckspannungen im Kern vorliegen. Die Umwandlungsvorgänge beeinflussen hier maßgeblich den Spannungsverlauf und bestimmen damit die Eigenspannungsverteilung Bild 1.15a /Srö84/).
Zum Teilbild b wurde davon ausgegangen, dass die Umwandlungsvorgänge erst nach der Umkehr der Wärmespannungen ablaufen. Dies hat zur Folge, dass die umwandlungsbedingte Volumenvergrößerung des Randes die dort vorhandenen Wärmedruckspannungen verstärkt und aus Gleichgewichtsgründen auch vergrößerte Kernzugspannungen auftreten. Im Gegensatz zu Teilbild a wurde in diesem Fall davon ausgegangen, dass keine umwandlungsbedingten plastischen Verformungen auftreten. Somit wurde der Spannungsverlauf während der Abkühlung zwar durch die Umwandlungsvorgänge beeinflusst, qualitativ gesehen entsteht aber ein Eigenspannungszustand, wie er auch in Abwesenheit von Umwandlungsvorgängen entstehen würde. Entsprechend führt die abschließende Kernumwandlung zu einem Spannungsabbau in Rand und Kern, so dass ein typischer Abkühleigenspannungsverlauf zurückbleibt (vergl. auch Bild 1.9).
Im Teilbild c wurde der Fall skizziert, dass die Umwandlung des Kerns später beginnt und eher endet als die Randumwandlung. In diesem Fall kommt es zu einer dreimaligen Spannungsumkehr, die letztendlich wieder zu einem typischen Abkühleigenspannungsverlauf führt, d.h. Druckeigenspannungen im Rand und Zugeigenspannungen im Kern.
Schematische ZTU-Schaubilder mit Abkühlverläufen für Rand und Kern (oben) sowie berechnete Verläufe der zugehörigen thermischen Spannung und der Gesamtspannung /Srö84/
Die vorgestellten Abläufe zeigen, dass die Spannungsentwicklung in komplexer Art und Weise von den Wechselwirkungen zwischen Umwandlung und Abkühlverhalten abhängen. Die zugehörigen Maß- und Formänderungen eines Zylinders oder Rings können in der Systematik nach Wyss zwischen Tendenz I (reine Maßänderungen, Tendenz II (Tonnen- bzw. Kugelform) oder Tendenz III (Fadenspulenform) liegen (Bild 1.8). Wenn dabei große thermische Spannungen und Umwandlungsprozesse zeitlich getrennt auftreten, liegt das Verzugsergebnis zwischen reinen Maßänderungen und der Tonnenform. Die umwandlungsbedingten Maßänderungen und die Maß- und Formänderungen, die aus thermischen Spannungen resultieren, werden praktisch addiert. Die Fadenspulenform hingegen tritt auf, wenn thermische Spannungen und Umwandlungsprozesse zeitgleich auftreten /Ber77, Wys69/.
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