Optimierung von Stahleigenschaften durch Wärme

Präsentation zum Thema: "Optimierung von Stahleigenschaften durch Wärme"—  Präsentation transkript:

1 Optimierung von Stahleigenschaften durch Wärme
Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

2 Vorstellung Kleine Stahlkunde
Erreichen gewünschter Festigkeitseigenschaften bei Stahl Eingehen auf Fragen aus dem Publikum Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

3 Tagesordnung Definitionen Gefügestrukturen Erklärungen Praxis
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4 Übersicht Definition von Stahl Atomarer Aufbau Stahl Gefüge
Wirkung von Legierungsbestandteilen Klassifizierung der Stähle Werkstoffnummern, DIN- Bezeichnungen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

5 Definition von Stahl Stahl ist eine (meist) schmiedbare Eisenkohlenstofflegierung die einen maximalen Kohlenstoffanteil von zwei Massenprozenten aufweist. Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

6 Atomarer Aufbau Eisenatome können zwei Kristallgitterstrukturen annehmen Kubisch- Flächenzentriert Gamma- Eisen (Dichteste Packung) Kubisch- Raumzentriert Alpha- Eisen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

7 Aufbau von Stahl Atom Kristall Korn (Globulit) Gefüge
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8 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

9 Beim Kubisch- flächenzentrierten Gammaeisen finden im selben Raum mehr Atome Platz als beim kubisch- raumzentrierten Alpha- Eisen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

10 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

11 Das Kohlenstoffdiagramm
Gibt Auskunft über atomarer Zustand des Eisens sowie Kohlenstoffverbindungen bezüglich Temperatur Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

12 Einfluss von weiteren Legierungsbestandteilen
Dauerfestigkeitseigenschaften Korrosionsbeständigkeit Kerbschlagwerte (Durch-) Härtbarkeit Warmfestigkeit Verschleissfestigkeit Zerspanbarkeit Elastizität (Federstähle) Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

13 Stahlbezeichnungen Werkstoffnummer EN- Bezeichnung
Werksbezeichnung / Handelsnamen Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

14 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

15 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

16 Werksbezeichnung / Handelsnamen
Sind oft irreführend; zum Teil verschiedene Bezeichnungen für dieselbe Legierung oder auch umgekehrt. Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

17 Warmbehandlungen in der Industrieschmiede
Weichglühen Normalglühen BG- Glühen Vergüten Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

18 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

19 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

20 BG- Glühen Zum Erreichen eines optimalen Gefüges für zum Beispiel die Bearbeitung (Spanbrechung). Frühere Bezeichnung: Bearbeitungsglühen Geregelte Abkühlung von °C Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

21 Vergüten Vergüten ist ein Härten mit nachfolgendem Anlassen
Gezieltes Erreichen von gewünschten Festigkeitseigenschaften Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

22 Temperaturrampe für Vergüten
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23 Vorgehen beim Vergüten
Aufheizen auf die erforderliche Härtetemperatur ( °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

24 Was passiert beim Vergüten?
Einfrieren des heissen Gefüges Spannungen  Härte Teilweise Entspannung durch Anlassen  Gezielte Härte Typisches, feinkörniges Vergütungsgefüge Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

25 Fehlerhaftes Vergütungsgefüge
Fehler: Grosser Ferritanteil Zu geringe Austenitisierung infolge zu kurzer Haltezeit oder zu geringer Abschrecktemperatur Zu langsame Abschreckung Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

26 Die Anlasskurve Schulungsmodul AATS "Flükiger" Warmbehandlung

27 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

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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