Einflussfaktoren auf den Eigenspannungszustand in Hartmetall

Während des Herstellungsprozesses entstehen in Hartmetallen hohe innere Spannungen. Ursächlich sind Dehnungsinkompatibilitäten, die beim Abkühlen nach dem Flüssig- phasensinterprozess aufgrund der unterschiedlichen mechanischen und thermophysi- kalischen Eigenschaften der Einzelphasen Wolframkarbid und Kobalt auftreten. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften bilden dabei die Hauptursache für thermisch induzierte innere Spannungen. Ein weiterer möglicher Ursprung von Dehnungsinkompatibilitäten kann in der Wiederausscheidung von im Kobalt gelöstem Wolfram und Kohlenstoff an den bestehenden Korngrenzen desWolframkarbids gesehen werden. Ziel dieserArbeit ist es, ein Finite-Elemente-Modell zu erstellen, welches die Eigenspan- nungen II. Art in Hartmetallen temperaturabhängig wiedergibt und die oben genannten Ursachen der Eigenspannungen berücksichtigt. Hierzu werden auf Basis von jeweils fünf EBSD-Gefügebildern von WC6Co- bzw. WC20Co-Wolframmonokarbid-Kobalt- Hartmetallen geometrische Modelle erzeugt und durch finite Elemente diskretisiert. Den erzeugten Finite-Elemente-Modellen liegt zur mechanischen Beschreibung ein kon- stitutives Materialgesetz zu Grunde, welches die Kobaltphase kontinuumsmechanisch elastisch-viskoplastisch beschreibt. Hingegen wird die Materialverformung des Wolf- ramkarbidsreinelastisch-orthotropangenähert. DieÄnderungderMaterialeigenschaften über der Temperatur wird durch die konstitutive Materialbeschreibung berücksichtigt. Unter derAnnahme, dass allein die Kobaltphase plastisch verformbar ist, werden für unterschiedliche Abkühlbedingungen die inneren Spannungen in Abhängigkeit der Temperatur bestimmt, die bei Erreichen von Raumtemperatur charakteristisch für den Eigenspannungszustand sind.