Optimierung von Stahleigenschaften durch Wärme Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Vorstellung Kleine Stahlkunde Erreichen gewünschter Festigkeitseigenschaften bei Stahl Eingehen auf Fragen aus dem Publikum Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Tagesordnung Definitionen Gefügestrukturen Erklärungen Praxis Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Übersicht Definition von Stahl Atomarer Aufbau Stahl Gefüge Wirkung von Legierungsbestandteilen Klassifizierung der Stähle Werkstoffnummern, DIN- Bezeichnungen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Definition von Stahl Stahl ist eine (meist) schmiedbare Eisenkohlenstofflegierung die einen maximalen Kohlenstoffanteil von zwei Massenprozenten aufweist. Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Atomarer Aufbau Eisenatome können zwei Kristallgitterstrukturen annehmen Kubisch- Flächenzentriert Gamma- Eisen (Dichteste Packung) Kubisch- Raumzentriert Alpha- Eisen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Aufbau von Stahl Atom Kristall Korn (Globulit) Gefüge Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Temperaturabhängigkeit der Atomanordnung Bei Raumtemperatur Alpha- Eisen Umwandlung bei 911°C Umwandlung in Gamma- Eisen Interessanter Versuch mit gespanntem Draht: Bei Erwärmung ab Raumtemperatur dehnt sich dieser Draht aus und fängt an zu hängen, um dann bei 911°C ruckartig kürzer zu werden. Warum? Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Beim Kubisch- flächenzentrierten Gammaeisen finden im selben Raum mehr Atome Platz als beim kubisch- raumzentrierten Alpha- Eisen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Wirkung des Kohlenstoffs Kohlenstoff ist meist als Eisenkarbid vorhanden Eisenkarbid ist ein sehr harter Stoff Bei höherem Kohlenstoffgehalt wird Kohlenstoff in Form von Graphit ausgeschieden Grauguss Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Das Kohlenstoffdiagramm Gibt Auskunft über atomarer Zustand des Eisens sowie Kohlenstoffverbindungen bezüglich Temperatur Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Einfluss von weiteren Legierungsbestandteilen Dauerfestigkeitseigenschaften Korrosionsbeständigkeit Kerbschlagwerte (Durch-) Härtbarkeit Warmfestigkeit Verschleissfestigkeit Zerspanbarkeit Elastizität (Federstähle) Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Stahlbezeichnungen Werkstoffnummer EN- Bezeichnung Werksbezeichnung / Handelsnamen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Werkstoffnummer Beginnt bei Stahl immer mit einer „1“, gefolgt von einer vierstelligen Nummer. Die beiden ersten Zahlen Bezeichnen die Stahlsorte. Analog mit „2“ für Schwermetalllegierungen (ausser Eisen) und „3“ für Leichtmetalle. Auch immer gefolgt von einer vierstelligen Nummer Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
EN- Bezeichnung Zum Beispiel S355J2+N S = Stahl (Structural Steel) 355 = Streckgrenze (355 N/mm2) J2 = Gütegruppe (beruhigt vergossen, Spurenelemente etc.) N = Normalisiert Frühere DIN – Bezeichnung: St 52-3 N Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Werksbezeichnung / Handelsnamen Sind oft irreführend; zum Teil verschiedene Bezeichnungen für dieselbe Legierung oder auch umgekehrt. Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Warmbehandlungen in der Industrieschmiede Weichglühen Normalglühen BG- Glühen Vergüten Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Weichglühen Erreichen der tiefstmöglichen Festigkeit. Erhitzen auf ca. 650 bis 750°C mit nachfolgendem langsamen Abkühlen (maximal 50°C/h oder langsamer) Lamellarer Zementit geht dabei in körniger Zementit über. Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Normalglühen Erreichen eines gleichmässig, feinkörnigen Gefüges mithilfe der Alpha-Gamma-Alpha-Umwandlung Optimales Ausgangsgefüge für nachträgliches Vergüten Aufheizen auf 850 bis 900°C mit anschliessender mässiger Abkühlgeschwindigkeit (zum Beispiel Luftkonvektion). Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
BG- Glühen Zum Erreichen eines optimalen Gefüges für zum Beispiel die Bearbeitung (Spanbrechung). Frühere Bezeichnung: Bearbeitungsglühen Geregelte Abkühlung von 900-1000°C Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Vergüten Vergüten ist ein Härten mit nachfolgendem Anlassen Gezieltes Erreichen von gewünschten Festigkeitseigenschaften Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Temperaturrampe für Vergüten Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Vorgehen beim Vergüten Aufheizen auf die erforderliche Härtetemperatur (850-900°C Rasches Abkühlen mittelst Luft, Öl oder Wasser (Je nach Legierung) Anspringhärte (Martensitbildung) Nachfolgendes Wiederwärmen auf 250 bis 650°C (Je nach Legierung) für die Reduktion der Anspringhärte Gebrauchshärte (Teilweises Auflösen von Martensit) Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Was passiert beim Vergüten? Einfrieren des heissen Gefüges Spannungen Härte Teilweise Entspannung durch Anlassen Gezielte Härte Typisches, feinkörniges Vergütungsgefüge Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Fehlerhaftes Vergütungsgefüge Fehler: Grosser Ferritanteil Zu geringe Austenitisierung infolge zu kurzer Haltezeit oder zu geringer Abschrecktemperatur Zu langsame Abschreckung Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Die Anlasskurve Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Auf was muss bei Warmbehandlungen geachtet werden? Rissbildung durch Spannungen Überhitzung Verzunderung Randentkohlung Dellen beim Handling (Härten) Brandgefahr (Abschrecken im Öl) Verbrennungen an Händen und Körper Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung