Wärmebehandlung von Stahl: Verfahren, Glühen und Härten für SEO

Wärmebehandlung von Stahl: Verfahren und Anwendungen

Arten des Glühens

Weichglühen

Das Ziel ist es, eine weiche Struktur zu erhalten, die eine gleichmäßige Verteilung aufweist. Es besteht aus einer Erwärmung auf eine Temperatur knapp über oder unter AC3 oder ACm, gefolgt von einer langsamen Abkühlung, um eine vollständige Homogenisierung der Austenitisierung und eine Umwandlung des Rest-Austenits in groben, lamellaren Perlit zu erreichen, wodurch ein weicher Perlit entsteht.

Weichglühen zur Reduzierung der Härte

Es zielt darauf ab, die Härte von Stählen zu reduzieren, um das Bearbeiten von Teilen zu erleichtern. Die zu stark übereutektischen Stähle können hart bleiben, selbst nach einer Normalisierung. Das Geeignete ist eine Behandlung, die eine vollständige Austenitisierung erreicht. Die Temperatur liegt in der Regel zwischen 25 und 40 °C über Ac1. Diese Behandlung ist oft bei hochlegierten Stählen wirksam, um eine übermäßige Härte zu vermeiden.

Grobkorn- und Entspannungsglühen

Dieses Verfahren zielt darauf ab, die Eigenschaften von defekten Stählen wiederherzustellen. Die Erwärmung erfolgt bis zu 20 bis 30 °C unter Ac1, mit einer Haltedauer von 30 bis 60 Minuten, gefolgt von einer Luftabkühlung.

Normalisieren

Es handelt sich um eine Wärmebehandlung, die aus einer Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb von Ac3 oder Acm zur vollständigen Austenitisierung der gesamten Struktur besteht, gefolgt von einer Luftabkühlung, wodurch eine mittlere Korngröße und Härte erreicht wird.

Der Zweck des Härtens ist es, die mechanischen Eigenschaften des Stahls zu verbessern, die Bruchgrenze und die Elastizitätsgrenze sowie die Härte zu erhöhen. Das Ziel ist es auch, die Beständigkeit gegen äußere Einflüsse bei bestimmten Querschnitten zu erhöhen und die Verwendung von legierten Elementen zu ermöglichen.

Härten

Es besteht aus einer Erwärmung auf eine Temperatur über Ac3 oder mehr, einer Haltedauer bei dieser Temperatur, die ausreicht, um eine vollständige und homogene Austenitisierung sicherzustellen, und einer anschließenden Abkühlung mit einer Geschwindigkeit, die über der kritischen Härtegeschwindigkeit liegt.

Abkühlungsmedien beim Härten

• Wasser: Es muss vermieden werden, dass während der Erwärmung heißes Wasser verwendet wird. Es empfiehlt sich, eine Temperatur zwischen 15 und 20 °C einzuhalten.
• Öl: Verwendet werden tierische, pflanzliche und minerale Öle sowie Walöl. Tierische und pflanzliche Öle zersetzen sich bei Temperaturen zwischen 50 und 125 °C, werden dickflüssig und führen zu ziemlich unregelmäßigen Härteergebnissen. Sie sind unangenehm und teuer.
• Salzbäder: Verwendung geschmolzener Salze.

Anlassen

Es besteht aus einer Erwärmung unterhalb der Temperatur von Ac1, bei der diese Temperatur für 1/2 bis 4 Stunden gehalten und anschließend schnell an der Luft abgekühlt wird. Dadurch werden Spannungen vermieden. Es wird eine Temperatur zwischen 200 und 400 °C durchgeführt, um die Versprödung bei manchen Stählen zu verhindern. Ziel ist es, die mechanischen Eigenschaften des Stahls zu verbessern, damit sie elastischen Belastungen wie Stößen standhalten können.

TTT-Diagramme (S- oder D-Kurven)

Dies sind Diagramme, die die unterschiedlichen Umwandlungen in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur (ZTU-Diagramm) erfassen. Sie werden aufgrund ihrer Form auch als S-Kurven bezeichnet.

Allgemeine Wärmebehandlung

Es besteht aus einer Erwärmung bis zur Austenitisierung, gefolgt von einer Abkühlung mit geeigneter Geschwindigkeit, um im Stahl die Struktur zu erhalten, die die gewünschten Eigenschaften aufweist.

Unterschied zwischen Härten und Normalisieren

Das Härten zielt auf die Erhöhung der Festigkeit ab, während das Normalisieren eine Form der Abkühlung und Entspannung darstellt.

Endgültige Struktur beim Vergüten

Das Endprodukt ist angelassener Martensit.

Martempering

Ein Verfahren zum Härten von kleineren Teilen oder Werkzeugen aus kohlenstoffarmem Stahl, das als Endstruktur Bainit liefert.

Thermochemische Behandlungen

Einsatzhärten

Erzeugt eine harte Zementitschicht auf der Oberfläche.

Nitrieren

Zielt auf eine hohe Oberflächenhärte ab.

Sulfinieren

Verringert die Reibung der Teile und erhöht den Verschleißwiderstand.

Cyanieren

Die erzielten Schichtdicken sind eher klein, bieten jedoch eine gute Zähigkeit.

Kohlenstoffnitrieren und Cyanieren

Beim Cyanieren werden Cyanide als Salze verwendet, während beim Kohlenstoffnitrieren andere Gase zum Einsatz kommen.