Das Projekt "Entwicklung und Untersuchung des Niederdruck-Carbonitrierens zur Großserienreife - CarboNit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Engler-Bunte-Institut, Bereich Gas, Erdöl und Kohle durchgeführt. Es sollen die Einflüsse der wichtigsten Prozessparameter beim Carbonitrieren von Stahl auf die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten und deren mögliche Beseitigung in einer katalytischen Abgasnachbehandlung untersucht werden. Die Einflüsse der Prozessparameter auf die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten sollen an einer vom DVGW zu mietenden halbtechnischen Vakuumapparatur untersucht werden. Für die Untersuchung der katalytischen Abgasbehandlung ist die Erweiterung einer am Institut vorhandenen Anlage geplant. Im gesamten Vorhaben ist eine weitreichende Zusammenarbeit mit den beteiligten Projektpartnern geplant. Zunächst wird die Thermowaage (TG) zur Untersuchung des Carbonitrierens umgebaut, parallel dazu geeignete Stickstoffdonatoren theoretisch identifiziert und diese danach experimentell validiert. Versuchsbegleitend werden die Gasphasenreaktionen beim Carbonitrieren modelliert. Danach wird die Vakuumapparatur (VA) für das Carbonitrieren umgebaut, der Katalysatorteststand integriert und der geeignete Druckbereich identifiziert. Parallel hierzu wird eine vorhandene Apparatur zur Bestimmung der kinetischen Daten für das Carbonitrieren umgebaut und danach die reaktionskinetischen Daten bestimmt. Gleichzeitig werden zur Validierung des Modells der Gasphasenreaktionen Untersuchungen in der VA und der TG durchgeführt und mit den Simulationsergebnissen verglichen. Anschließend werden geeignete Katalysatorsysteme ausgewählt und ihre Aktivität zur Abgasreinigung untersucht. Die Ergebnisse können für sämtliche Industriezweige nützlich sein, die sich mit dem Carbonitrieren von Stahl befassen. Dazu gehören Anlagenbetreiber, Ofenbauer, Gasversorger und Regelungstechniker. Außerdem könnten neue Erkenntnisse im Bereich der Material- und Bauteilentwicklung gewonnen werden. Einige potentielle Nutzer sind Projektpartner. Andere Nutzer werden über Vorträge/Veröffentlichungen informiert, evtl. werden auch Patente angemeldet, die Betreiber von Härtereianlagen nutzen können.
Das Projekt "Entwicklung und Untersuchung des Niederdruck-Carbonitrierens zur Großserienreife - CarboNit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Institut für Werkstofftechnik an der Universität Bremen durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, das Wärmebehandlungsverfahren Niederdruck-Carbonitrieren von Stahlbauteilen zur großtechnischen Serienreife zu führen. Mit Hilfe dieses vielversprechenden Verfahrens kann mit klassischen Einsatzstählen höchste mechanische Beanspruchbarkeit erreicht werden. Hierdurch würde in Zukunft eine höhere Leistungsdichte z. B. kostengünstigere und energieeffizientere Motorengenerationen ermöglicht werden, wodurch der Schadstoff- und CO2-Ausstoss im Verkehr signifikant reduziert werden kann. Dazu ist es notwendig, die thermodynamischen, reaktionstechnischen und metallurgischen Grundlagen zu erarbeiten. Des Weiteren müssen die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und den resultierenden Materialeigenschaften wissenschaftlich untersucht und im Vergleich mit konventionellen Verfahren evaluiert werden. Das Verfahren wird am IWT-Bremen bezüglich der anlagentechnischen Voraussetzungen untersucht. Anschließend erfolgt die Erprobung des Verfahrens auf Prozessfähigkeit. Der Einfluss verschiedener Wärmebehandlungsparameter auf die Materialeigenschaften wird in systematischen Variationen untersucht. Die gewonnen Erkenntnisse bezüglich der Elementverteilung, der resultierenden Mikrostruktur und der Festigkeit der Randschicht werden in Wöhlerversuchen betrachtet. Durch eine Gegenüberstellung der Schwingfestigkeit mit Gascarbonitrierten und -aufgekohlten sowie Niederdruckaufgekohlten Proben wird eine Potenzialanalyse Durchgeführt. Durch das Schließen von Lücken im Prozessverständnis des Niederdruck-Carbonitrierens kann es direkten Eingang in die industrielle Praxis kleiner und mittlerer Unternehmen nehmen. Die Verbreitung der Erkenntnisse an andere Industrieunternehmen wird in Form von Anwenderseminaren erreicht. Hierbei werden die Kontakte der beteiligten Partner in unterschiedlichen Gremien (AWT, FVA) genutzt, um gezielt zu informieren. Weiterhin werden die gewonnen Erkenntnisse in Lehrveranstaltungen an der Universität einfließen.