Wärmebehandlung von Stahl und Korrosionsarten

Wärmebehandlung von Stahl

Normalglühen

Stähle nach einer plastischen Verformung, wie zum Beispiel dem Walzen, haben oft eine perlitische Struktur mit relativ unregelmäßiger Kornform und -größe. Um ein feineres und gleichmäßigeres Gefüge zu erhalten, wird eine Wärmebehandlung namens Normalglühen angewendet. Diese verfeinert den Stahl und führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Gefügebestandteile. Das Normalglühen wird durchgeführt, indem das Material auf eine Temperatur von 55 bis 85 °C über der oberen kritischen Umwandlungstemperatur erhitzt wird, gefolgt von einer relativ schnellen Abkühlung an der Luft.

Weichglühen

Dies ist ein Verfahren, das bei kohlenstoffarmen und -mittleren Stählen angewendet wird, die stark kaltverformt oder bearbeitet wurden. Die Legierung wird austenitisiert, indem sie auf 15 bis 40 °C über der Umwandlungstemperatur erhitzt wird. Anschließend lässt man sie langsam im Ofen abkühlen, was in der Regel mehrere Stunden dauert. Die Mikrostruktur, die sich aus diesem Prozess ergibt, ist grober Perlit.

Weichglühen (Sphäroidisieren)

Stähle mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt haben oft ein Gefüge aus grobem Perlit, das zu hart für die plastische Verformung und maschinelle Bearbeitung ist. Durch dieses Glühverfahren entwickelt sich in der Mikrostruktur des Stahls Sphäroidit (kugeliger Zementit). Dieser Zustand bietet maximale Weichheit und Duktilität, wodurch der Stahl leicht zu bearbeiten oder kaltzuverformen ist. Bei dieser Wärmebehandlung wird die Legierung auf eine Temperatur knapp unterhalb der eutektoiden Temperatur (ca. 700 °C) erhitzt. Die Haltedauer beträgt in der Regel 15 bis 25 Stunden.

Anlassen

Das Anlassen ist eine Wärmebehandlung, die nach dem Härten folgt, um die durch das Härten entstandene Sprödigkeit zu verringern und innere Spannungen abzubauen. Es besteht darin, die gehärteten Teile auf eine Temperatur unterhalb des Umwandlungspunktes A1 zu erwärmen, damit sich der Martensit in eine stabilere Struktur umwandelt. Der Prozess endet mit einer relativ schnellen Abkühlung. Die wichtigsten Faktoren, die das Ergebnis beeinflussen, sind die Anlasstemperatur und die Haltedauer.

Grundlagen der Korrosion

Definition und Arten der Korrosion

Korrosion ist der Übergang eines Metalls von einem elementaren in einen gebundenen Zustand. Dies ist eine Folge der natürlichen Tendenz von Metallen, in ihren ursprünglichen, stabileren Zustand (z. B. als Erz) zurückzukehren. Der Prozess wird durch die zerstörerische Wirkung von Sauerstoff und anderen elektrochemischen Einflüssen vorangetrieben. Im Wesentlichen handelt es sich bei diesem Phänomen um eine Oxidation des Metalls, die zur Zerstörung des Bauteils führen kann.

Typische Korrosionsarten:

• Flächenkorrosion
• Galvanische Korrosion
• Spaltkorrosion (durch unterschiedliche Belüftung)
• Interkristalline Korrosion
• Lochfraß
• Selektive Korrosion
• Erosionskorrosion
• Spannungsrisskorrosion

Spaltkorrosion (Belüftungskorrosion)

Sie tritt in Spalten und Ritzen von Bauteilen auf, in denen sich Schmutz und Feuchtigkeit ansammeln können. Dies führt dazu, dass die äußeren Bereiche besser belüftet sind (höhere Sauerstoffkonzentration) als die inneren Bereiche des Spalts. Dieser Konzentrationsunterschied führt zu einem elektrochemischen Element, bei dem der sauerstoffarme Bereich (Anode) korrodiert, während der sauerstoffreiche Bereich (Kathode) geschützt bleibt.