Wärmebehandlung von Metallen: Prozesse, Härtung & Eigenschaften

Warum werden Metalle wärmebehandelt?

Metalle werden wärmebehandelt, um spezifische Eigenschaften wie Festigkeit und Härte zu erzielen.

Allotrope und nicht-allotrope Metalle: Definition & Unterschied

Der Unterschied zwischen allotropen und nicht-allotropen Metallen liegt in ihrer Gitterstruktur:

• Allotrope Metalle: Ändern ihre Gitterstruktur. Eine allotrope Umwandlung ist eine reversible Änderung der atomaren Struktur eines Metalls, oft temperaturabhängig.
• Nicht-allotrope Metalle: Zeigen keine Änderungen ihrer Gitterstruktur unter verschiedenen Bedingungen.

Wichtigste Wärmebehandlung für gehärtete Stähle

Die wichtigste Wärmebehandlung für gehärtete Stähle ist das Härten. Dabei wird der Stahl erhitzt, um Austenit zu bilden, und anschließend schnell durch Eintauchen in Wasser oder Öl abgekühlt.

Wie wird Kohlenstoffstahl verstärkt?

(Antwort nicht im Originaltext enthalten)

Welche Rolle spielt das Anlassen?

Das Anlassen verbessert die Duktilität, die Zähigkeit und die Bearbeitbarkeit des Materials.

Härte vs. Härtbarkeit von Metallen: Der Unterschied

• Härtbarkeit: Beschreibt die Fähigkeit eines Materials, auf Wärmebehandlungen zu reagieren und eine bestimmte Härte bis in eine gewisse Tiefe zu erreichen.
• Härte: Ist eine Materialeigenschaft, die den Widerstand gegen plastische Verformung, Eindringen oder Abrieb angibt.

Dies bedeutet, dass alle Materialien eine gewisse Härte besitzen, aber nicht jedes Material die Fähigkeit zur Reaktion auf eine Wärmebehandlung (Härtbarkeit) aufweist.

Elemente, die die Härtbarkeit von Stahl beeinflussen

(Antwort nicht im Originaltext enthalten)

Umwandlung von Austenit zu Martensit erklären

(Antwort nicht im Originaltext enthalten)

Was bedeutet "aushärtbar"?

Im Kontext der Wärmebehandlung bezieht sich "aushärtbar" oft auf Materialien, die durch Aushärtung (Ausscheidungshärtung) behandelt werden können. Dies ist eine Wärmebehandlung, die häufig bei nicht-eisenhaltigen Aluminiumlegierungen angewendet wird, um deren Festigkeit zu erhöhen.

Induktionshärten und Flammhärten im Vergleich

• Beim Flammhärten wird das Werkstück lokal mit zwei oder mehr gleichzeitig wirkenden Brennern erhitzt.
• Beim Induktionshärten wird elektromagnetische Energie durch eine Spule aufgebracht, um das Material zu erhitzen, gefolgt von einer schnellen Abkühlung.

Wie funktioniert das Aufkohlen?

Beim Aufkohlen wird das Werkstück erhitzt, während es von einem kohlenstoffhaltigen Medium wie Kohle oder Erdgas umgeben ist, um die Oberfläche mit Kohlenstoff anzureichern.

Gemeinsame Ziele der Wärmebehandlung

Zu den gemeinsamen Zielen der Wärmebehandlung gehören die Erhöhung der Festigkeit, der Härte und der Verschleißbeständigkeit des Materials.

Was bedeutet "Abschrecken mit maximaler Abkühlgeschwindigkeit"?

Abschrecken bezeichnet den Prozess, bei dem ein erhitztes Material schnell in ein Abschreckmedium (z.B. Wasser, Öl oder eine Salzlösung) getaucht wird, um eine maximale Abkühlgeschwindigkeit zu erreichen. Dies führt zur Härtung des Materials.

Welche Metalle können austenitisiert werden?

Die Austenitisierung ist eine Wärmebehandlung, die hauptsächlich bei Stahl und anderen eisenhaltigen Materialien angewendet wird.

Häufigste Härtebehandlung

(Antwort nicht im Originaltext enthalten)

Methoden der selektiven Oberflächenhärtung

Methoden der selektiven Oberflächenhärtung umfassen:

• Flammhärten
• Induktionshärten
• Widerstandsheizung (Hochfrequenz)
• Elektronenstrahlhärten
• Laserstrahlhärten

Wärmebehandlung für nicht-metallische Materialien

Auch für nicht-metallische Materialien gibt es Wärmebehandlungsverfahren. Für Glas werden beispielsweise verschiedene Veredelungsprozesse wie thermisches Vorspannen (Temperieren), Glühen, Abdichten und Flammschneiden eingesetzt.