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Wärmebehandlung 1)Härten2)Glühen3)Anlassen. Härten Def.: Härten ist die Erhöhung der Verschleißfestigkeit von Stahl, die durch Erhitzen des Materials.

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1 Wärmebehandlung 1)Härten2)Glühen3)Anlassen

2 Härten Def.: Härten ist die Erhöhung der Verschleißfestigkeit von Stahl, die durch Erhitzen des Materials mit darauf folgender Abkühlung durchgeführt wird. Härte ist die Gegenkraft eines Bauteils die der Kraft eines eindringenden Werkstückes entgegenwirkt. Def.: Härten ist die Erhöhung der Verschleißfestigkeit von Stahl, die durch Erhitzen des Materials mit darauf folgender Abkühlung durchgeführt wird. Härte ist die Gegenkraft eines Bauteils die der Kraft eines eindringenden Werkstückes entgegenwirkt. Arbeitsschritte: Arbeitsschritte: 1) Erhitzen: Der Stahl wird langsam erhitzt. 2) Temperatur halten: Das Werkstück muss auf Arbeitstemperatur gehalten werden. 3) Abschrecken: Das Bauteil wird entweder an der Luft in Wasser oder in Öl abgeschreckt.

3 Temperatur-Zeit-Diagramm Temperatur-Zeit-Diagramm

4 Härtungsverfahren Umwandlungshärtung: Umwandlungshärtung: - Eine der wichtigsten Härtungsverfahren - Werkstoff wird solange erhitzt bis sich Ferrit in Austenit umwandelt - Anschließendes Abschrecken nach Umwandlung Ausscheidungshärtung: Ausscheidungshärtung: - Fremdatome werden beim Abschrecken ausgeschieden - Kristallgitter verspannt sich Kaltverfestigung: Kaltverfestigung: - Erhöhung der Versetzungsdichte - Behinderung der Gleitvorgänge

5 Chemische Veränderungen Veränderung beim Erhitzen: Veränderung beim Erhitzen: - Kubisch-raumzentriertes Ferritgitter ändert sich in ein kubisch- flächenzentriertes Austenitgitter. - Kohlenstoffteilchen füllen Freiräume im Gitter Veränderung beim Abkühlen an der Luft Veränderung beim Abkühlen an der Luft - Werkstoff wird nicht gehärtet - Kohlenstoffteilchen wandern wieder aus dem Austenitgitter Veränderung beim Abschrecken Veränderung beim Abschrecken - Durch Abschrecken verhindert man dass sich das Kohlenstoffteilchen aus dem Austenitgitter abspaltet - Wegen dem zusätzlichen Kohlenstoffatoms wird das Gitter stark verzerrt - Es entsteht Martensit

6 Martensit Hartes und sprödes Gewebe Hartes und sprödes Gewebe Ausreichender Kohlenstoffgehalt wird benötigt Ausreichender Kohlenstoffgehalt wird benötigt Härten ist unter einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% nicht mehr möglich. Härten ist unter einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% nicht mehr möglich.

7 X. Anlassen

8 X.1 Was passiert beim Anlassen? Härte im Austausch durch Zähigkeit Spannungen werden abgebaut

9 X.1.1 Temperatur und Zeit Kurzzeitig mit hoher Temperatur = Über lange Zeit mit niedriger Temperatur = Über lange Zeit mit niedriger Temperatur Die wichtigsten Parameter sind Zeit und Temperatur In der Praxis sind Temperaturen zwischen 300 und 550 °C gebräuchlich In der Praxis sind Temperaturen zwischen 300 und 550 °C gebräuchlich Beträgt die Temperatur 723 °C zersetzt sich Austenit meist zu reinem Perlit, Ferrit und Perlit oder Zementit und Perlit

10 X.1.2 Hollomon-Jaffe-Parameter T in °C ist die Temperatur, auf die das Metall angelassen wird C in °C ist die Werkstoffsabhängige Temperatur t in h (Stunden) ist die Zeit, in der das Metall angelassen wird H P ohne Wert mit einem Ergebnis von 15 bis 21

11 X Möglichkeiten der Wärmenutzung Restwärmenutzung: Nutzung der Werkstücksrestkerntemperatur Restwärmenutzung: Nutzung der Werkstücksrestkerntemperatur Neuerwärmung: Erhitzen auf Anlasstemperatur im Anlass-Salzbad Neuerwärmung: Erhitzen auf Anlasstemperatur im Härteofen

12 X.2 4 Anlassstufen

13 X.2.1 Temperaturen unter 80 °C Verballungen von Kohlenstoffatomen - als Vorstufe der Abspaltung - treten in Folge von Segregation der C-Atome an den Fehlern im Gitternetz des Metalls auf. Beispiel: Segregation der Wahrscheinlichkeit in Bayern durch Zecken an FSME zu erkranken. Segregation leistet einem bestimmten Prinzip folge: In diesem Fall, Ausbreitung der FSME durch Zecken.

14 X.2.2 Von 80 °C bis 160 °C (1. Anlassstufe) Was ist Martensit? Martensit entsteht durch: Abkühlung von Metall auf eine niedrige Härtetemperatur Gemeinsame, winkelbeständige und gleichzeitige Streckung von Atomen von einem kubisch- flächigen Ursprungszustand in den tetragonal- raumzentrieren Martensitzustand Ist spröde und sehr hart

15 Mindest und Maximaltemperatur M S : Mindesttemperatur M S (S = Start) beim Abkühlen, die es mindesten braucht um Martensit zu erhalten M S : Mindesttemperatur M S (S = Start) beim Abkühlen, die es mindesten braucht um Martensit zu erhalten M F : Maximaltemperatur M F (F = Finish), nach der Abkühlung, ab der sich Martensit nicht weiter in den tetragonalen Zustand verzieht und damit seinen Anteil im Metall weiter vergrößert. M F : Maximaltemperatur M F (F = Finish), nach der Abkühlung, ab der sich Martensit nicht weiter in den tetragonalen Zustand verzieht und damit seinen Anteil im Metall weiter vergrößert.

16 Umwandlung von Austenitplatten in Martensit-Tetraeder Umwandlung von Austenit in Martensit Kubisch-flächenzentriertes Austenit verdichtet sich zu tetraederfömig-raumzentrierten Martensit kubisch- flächenzentriert kubisch- raumzentriet tetragonal- raumzentriert

17 Martensit ist sehr spröde - weil sehr hart - deshalb wird es erhitzt, damit das Metall bei plastischer Verformung nicht bröckelt. Deshalb wird es etwas erhitzt um die Martensitstruktur in eine stabilere, aber weniger Harte Form zu wandeln. Weshalb wird das martensitgehärtete Metall erhitzt?

18 Von 80 °C bis 160 °C Kohlenstoffgehalt > 0,2 % Martensit teilt sich auf in -Carbid Martensite und -Carbide Kohlenstoffgehalt < 0,2 % Es bilden sich keine -Carbide

19 X.2.3 Von 200 °C bis 320 °C (2. Anlassstufe) Bei niedrig legierten Stählen zwischen 200 und 375 °C Das restliche Austenit zerfällt zu Ferrit und zu Carbiden

20 X.2.4 Von 320 °C bis 520 °C (3. Anlassstufe) Gleichgewicht von Zementit und Ferrit sorgt für eine niedrigere Härte

21 X.2.5 Temperaturen über 500 °C Die Zementteilchen formen sich ein und verballen

22 X.2.6 Temperaturen über 450 bis 550 °C (4. Anlassstufe) (Sondercarbitbildner) Legierte Stähle scheiden Legierungscarbide aus, welche dem Stahl eine besonders stabile Sonderhärte verleihen

23 Ende Vielen Dank für Euere Aufmerksamkeit Schanzer Michael Reis Andreas Freund David Simmerl Maximilian Schröpf Franz


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