Wärmebehandlung von Stahl

Einteilung der Stähle

Einteilung der Stähle nach dem C - Gehalt

 

Vergütung der Stähle

Härten und Anlassen nennt man auch Vergütung. Die Vergütungsstähle besitzen hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Zähigkeit.

Härten

Die Erw&ärmung

  • muss langsam und druchgreifend im Elektroofen erfolgen.
  • die H&ärtetemperatur ist abhängig von C-Gehalt (Herstellerangabe)

Die Abkühlung

  • C-Stähle in Wasser
  • niedrig legierte Stähle in Öl
  • hochlegierte Stähle in bewegter Luft

Beim Abschrecken des Werkstückes kann es zu Härterissen kommen. Das kann durch schonendes und gleichmäßiges abkühlen.

Gefügeveränderung beim Härten

Die chemische Verbindung von Kohlenstoff- und Eisenatom heisst Zementit (Fe3C). Dabei gibt es zwei Anordnungen:

kubisch-raumzentriert
unter 750°C - 900°C
Das C-Atom liegt bei Raumtemperatur im Raumzentrum des Fe-Gitters
kubisch-flächenzentriert
über 750°C - 900°C
Das C-Atom befindet sich nun im "Planquadrat" zwischen den Fe-Atomen.

Bei der thermischen Umwandlung (Erwärmung) der Gitterstruktur geht auch die chemische Verbindung des Zementit in die Brüche, weil das C-Atom seinen Platz im Zentrum verlässt. Durch Abkühlung kann es wieder an seinen Platz zurückkehren und Zementit bilden, wenn die Abkühlung enstsprechend langsam verläuft.

Zu schnelles Abkühlen macht den Stahl glashart. Die C-Atome haben dann keine Zeit, ihren Platz im Gitter zu finden. Sie liegen irgendwo zwischen den Fe-Atomen im Gefüge, was im Werkstück zu Spannungen und Rissen führen kann.

Anlassen

Nach erfolgter Härtung (das Werkstück erreicht Glashärte) wird ein Werkstück noch einmal auf 220° bis 320°C erwärmt. So beseitigt man Spannungen und Sprödigkeit.

Glühen

Zweck

  • Abbau von Gefügespannungen (Materialbruch)
  • Verbessern der Zerspanbarkeit
  • Verbesserung der Umformbarkeit

Arten

Bezeichnung Vorgangsweise Hauptzweck
Spannungsarmglühen 1 bis 2 Std bei ca 600°C Spannungen nach dem Schweissen abbauen
Normalglühen kurz auf 800°C bis 900°C grobkörniges Gefüge normalisieren
Weichglühen mehrere Stunden bei 700°C Zur Verbesserung der Zerspanbarkeit
Zwischenglühen mehrere Stunden bei 600°C nach dem Kaltverformen können die erfolgten Gefügeveränderungen beseitigt werden (Rekristallisationsglühen), damit weitere Verformungen ohne Beschädigung des Werkstückes vorgenommen werden können.