SB_14.814B

7.3 Messung der Verschiebung
Während des Abkühlens ändert sich die Gitterstruktur des Grundwerkstoffs. Das kfz-
Austenitgitter wandelt sich diffusionslos in das krz-Gitter des Martensits um. Die
Umwandlung ist mit komplizierten Scher- und Verformungsvorgängen verbunden
[Sch04]. Nach der Umwandlung bleibt der Kohlenstoff im krz-Gitter des Martensits
zwangsgelöst. Er verursacht eine Verzerrung des krz-Gitters in z-Richtung. Die
Martensitbildung bewirkt eine Volumenänderung im Bauteil. Sie ist eine Ursache der
plastischen Verformung, da die Dichte des Martensits (7,68 g/cm 3 ) bei Raumtemperatur
kleiner als die Dichte des Austenits (7,80 g/cm 3 ) ist (Sys08).
Daher wurden die Verformung der Bauteile experimentell ermittelt und mit den
Simulationsergebnissen verglichen. Die Messungen der Verschiebungen in z-
Richtung erfolgte mit Hilfe eines Messtasters. Für die Bestimmung der Verschiebungen
wurde ein Kreis mit einem Durchmesser von 110 mm auf der Oberfläche als
Messweg ausgewählt [Abb. 7.7]. Entlang dieses Messweges wurden Verschiebungen
für acht Punkte ausgewertet. Die Messungen ergaben, dass nach dem Löten die
Bauteile aus X20Cr13 in z-Richtung verformt waren.
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass alle Proben aus X20Cr13 am Ende des Lötzyklus
verformt waren. Die maximalen Werte der Verschiebungen sind in Abb. 7.8 dargestellt.
Durch das Einbringen von unsymmetrischen, temperierten Kanälen im Bauteil
bildeten sich während des Lötzyklus unterschiedliche Temperaturgradienten aus.
Diese führten zu inhomogenen thermischen Verformungen. Während der Abkühlphase
wurden sie durch das unterschiedliche Kontraktionsverhalten behindert,
dadurch entstanden höhere inhomogene Spannungszustände, die nach Überschreiten
der Fließgrenze zum Versagen führen können.
4
5
6
3
7
2
10 mm
1
8
Abb. 7.7: Messtaster für die Ermittlung der Verzüge in z-Richtung
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