Aufgrund der großen Zahl von Veröffentlichungen zum Thema Verzüge kann kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben werden. Die Beispiele wurden jedoch so gewählt, dass die wichtigsten Einflussfelder abgedeckt werden. Für Anregungen und Ergänzungen ist der Fachausschuss 15 jedoch stets dankbar.
Vorwort zur 1. Auflage
Verzüge oder, anders ausgedrückt, Maß- und Formänderungen bei der Wärmebehandlung führen Jahr für Jahr zu beträchtlichen Kosten in der Fertigung durch Aus-schuss oder Nacharbeit. Ohne dass Summen exakt beziffert werden können, seien durch zwei Beispiele die wirtschaftlichen Auswirkungen verdeutlicht. Im einen Fall betragen die Kosten für eine Schleifbearbeitung nach der Wärmebehandlung etwa 30 % an den Fertigungskosten eines Großserienbauteils der Antriebstechnik. Ein Kunststoff-Spritzgießwerkzeug kann im zweiten Beispiel zum Zeitpunkt der Wärmebehandlung bereits den Wert eines Mittelklasse-Pkw darstellen; eine hohe Wertschöpfungsstufe, die bei unzulässig großen Verzügen zu nahezu untragbaren Ausschusskosten führt.
Der enormen wirtschaftlichen Bedeutung entsprechend, wurden stets große Anstrengungen unternommen, Verzüge entweder so klein wie möglich zu halten oder sie zumindest weitgehend vorhersagen zu können.
Mit dem Wissen über die Grundlagen der Wärmebehandlung wuchsen in den letzten Jahrzehnten auch die Kenntnisse über das Entstehen von Verzügen, und sie gehören heute zum festen Bestandteil in der Ausbildung von Wärmebehandlungsfachleuten.
Die Beherrschung der Verzüge gestaltet sich – wie die tägliche Praxis zeigt – mitunter äußerst schwierig, da das Verzugsphänomen als sog. Systemeigenschaft von einer Vielzahl sich z.T. gegenseitig beeinflussender Größen abhängt. Ausgehend von der konstruktiven Gestaltung über die Wahl des Werkstoffs, dessen umformtechnische oder spanende Verarbeitung bis zur Wärmebehandlung eines Bauteils, sind alle Bereiche der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung am Entstehen des späteren Verzuges mitbeteiligt. Ein Beispiel aus der Produktion von Getriebekomponenten beziffert die unterschiedlichen Einflussfaktoren auf die Maß- und Formänderungen zu 50–60 % (Bauteilform), 20–30 % (Werkstoffwahl) und nur zu 5–10 % für den eigentlichen Wärmebehandlungsprozess /Ber88/. Die bereichsübergreifende Verantwortung für den entstehenden Gesamtverzug kommt inzwischen immer häufiger darin zum Ausdruck, dass zur Lösung oder vorbeugenden Vermeidung von Verzugsproblemen die modernen Arbeitsformen wie Qualitätszirkel oder Simultaneous Engineering eingesetzt werden.
Als Hilfsmittel und Nachschlagewerk für Praktiker, aber auch als Informationsquelle für mit der Wärmebehandlung noch nicht so Vertraute, entstand als Gemeinschaftsarbeit des Fachausschusses 15 der AWT vorliegende Monographie. Nach einer grundlegenden Einführung in die Gesetzmäßigkeiten des Verzugs bis hin zu den Möglichkeiten seiner Vorausberechnung – diese Teile wurden mit freundlicher Genehmigung des Carl Hanser Verlages /Hof96/ entnommen – werden in einer systematischen Zusammenstellung von Literaturdaten typische Beispiele für einzelne Verzugsursachen und deren Behebung beschrieben. Diese Arbeit entstand im Zusammenwirken von Hochschulinstituten und Industrie-Wärmebehandlungs-Fachleuten für tägliche Praxis und Weiterbildung.
Bildnachweis
Wir danken den nachfolgend aufgeführten Personen, Verlagen, Instituten und Verbänden für die Genehmigung zur Veröffentlichung von Bildmaterial:
Herr Dr. Kyozo Arimoto
Prof. Dr.-Ing. Christoph Broeckmann
Frau Dr. R. Chatterjee-Fischer
Herr Prof. Tatsuo Inoue
Herr Maciej Korecki
Herr Prof. Young-Kook Lee
Herr Dr. Scott Mackenzie
Herr Anders Olofsson
Herr Dr. Rüdiger Rentsch
Herr E. Schreiber
Herr Pavel Šuchmann
Herr Yuuki Tanaka
Frau Eva Troell
Herr Dr. W. Schützenhöfer
Frau Eva Troell
Herr Youichi Watanabe
Herr Dr. Urs Wyss
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Institutet för Metalforskning
Institute of Materials, 1 Carlton House Terrace, London SW1 Y5DB (UK)
Iron Steel Institute, 4 Grosvenor Gardens, London SW1 (UK)
Technische Hochschule Magdeburg, Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg
School of Materials Science & Engineering, Shanghai Jiao Tong University
Wolfson Heat Treatment Center Aston University Birmingham, Aston Triangle Birmingham B47ET (United Kingdom)
Associazione Italiana Di Metallurgia
International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering
Austrian Society for Metallurgy and Materials
Croatian Society for Heat Treatment and Surface Engineering
Japanese Society for Heat Treatment
1 Grundlagen
Nach der Festlegung einiger zentraler Begriffe sollen im Folgenden die für die Entstehung von Maß- und Formänderungen verantwortlichen Mechanismen sowie das für einige Wärmebehandlungsverfahren typische Maß- und Formänderungsverhalten dargestellt werden.
1.1 Definitionen
In der Norm „Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen – Begriffe“ (DIN EN ISO 4885:2018-07) wird Verzug als „jede Änderung der Form oder der ursprünglichen Maße eines Eisenwerkstücks, die während einer Wärmebehandlung auftritt“, definiert. Die Begriffe Maß- und Formänderung hingegen sind nicht
