Beschreibung
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.
