Praktikum Metallurgie Master. Wintersemester 2017/18

Transkript

1 Lehrstuhl Werkstoffumformung Institut für Metallurgie DER TECHNISCHEN UNIVERSITÄT CLAUSTHAL Prof. Dr.-lng. H. Palkowski Institut für Metallurgie Robert-Koch Str Clausthal-Zellerfeld Telefon (05323) Telefax (05323) Praktikum Metallurgie Master Wintersemester 2017/18 Versuch U2: Beizen, Kaltwalzen, Glühen Versuchsdatum: Versuchszeit: Uhr Betreuer: Dr.-Ing. Mohamed Soliman

2 Beizen: Beizen dient vor allem der Entfernung von Rost oder anderer Oxidationsprodukte von der Oberfläche oder zum Aktivieren der Oberfläche zur Vorbereitung der Haftung nachfolgend aufgebrachter Schichten. In der industrie wird Beizen auch zur Schaffung einer aktiven Oberfläche verwendet und als Abtragsbeize eingesetzt. Beizen wird nicht nur in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt. Salzsäure HCl: Bei Raumtemperatur betriebene saure Beizen werden mit HCl betrieben. Salzsäurebeizen mit 15 bis 25 Gew.% HCl reagieren bei Raumtemperatur stürmisch mit unlegiertem Stahl. Da HCl jedoch auch bei Raumtemperatur schon einen nennenswert hohen Dampfdruck besitzt, korrodieren umliegende Anlagen und Gebäude sehr leicht. Salzsäurebeizen werden gelegentlich bei Temperaturen bis 40 C eingesetzt. Man muss nach dem Beizen sehr sorgfältig spülen oder sogar neutralisieren, weil Chloridreste leicht zur Rostbildung führen.

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15 Praktikum I Versuch: Kaltwalzen Werkstoff: Stahl Walzgeschwindigkeit: Arbeitswalzendurchmesser: Balligkeit der Arbeitswalzen:

16 Glühen: Erwärmen auf Glühtemperatur mit nachfolgender Abkühlung; um Veränderungen des Korngefüges oder der Eigenspannungen zu vermeiden nicht zu schnell. Verzundern und Entkohlen der Oberfläche kann z.b. durch Schutzgasatmosphäre im Ofen vermieden werden. Normalglühen: Normalerweise bei C über der Linie GS, bei Stählen mit mehr als 0,8% C über SK, wenn jedoch ein Carbidnetz aufgelöst werden soll, bei C über SE. Dabei erhält der Stahl wieder sein normales feines Gefüge. Anwendungen: Um Texturen zu beseitigen, z.b. aus Gießprozessen, bei Schweißnähten, aus Walz- und Schmiedeprozessen, wenn gleichmäßiges, feinkörnigeres Gefüge sowohl für die weitere Wärmebehandlung als auch für die mechanischen Werkstoffeigenschaften gewünscht wird. Weichglühen: Normalerweise wenig unterhalb der Linie PK, bei Stählen mit mehr als 0,8% weichglühen durch mehrmaliges Überschreiten von SK (Pendelglühen). Bei genügend langen Haltezeiten wird der im Perlit lamellar ausgeschiedene Zementit in eine kugelige Form überführt. Anwendungen: Vor allem um die Verformbarkeit zu verbessern; ferner kann man damit zufällige Aufhärtungserscheinungen beseitigen, wie sie bei Werkzeugstählen bzw. in Vergütungs- oder Zwischenstufengefügen vorkommen. Grobkornglühen: bei Temperaturen weit oberhalb der Linie GS. Das so entstandene grobe Gefüge wandelt sich bei langsamer Abkühlung in grobkörniges Ferrit-Perlit- Gefüge um. Anwendungen: Die Zerspanbarkeit weicher Stähle (C<0,4%) wird deutlich verbessert, man erhält kurze Scherspäne. Rekristallisationsglühen: bei C wird nach einer Kaltumformung angewendet. Man erzielt damit mechanisch Eigenschaften, wie sie vor der Verformung vorlagen. Im Wechsel mit einem solchen Glühprozess kann man ein Bauteil also beliebig oft umformen. Anwendungen: Bei kaltgewalzten Blechen und Bändern, kaltgezogenen Draht- und Tiefziehteilen.

17 Spannungsarmglühen: bei C bei vergüteten Stählen unterhalb der Anlasstemperatur und langsam Abkühlen (meist im Ofen) bewirkt Abbau innerer Spannungen ohne Festigkeitseinbußen. Anwendungen: Verminderung von Eigenspannungen des Werkstücks (die sich den Lastspannungen überlagern) infolge ungleichmäßiger Abkühlung (auch nach Normalglühen), Schmieden bei zu niedriger Temperatur, Kaltrichten sowie Kaltverformung aber auch durch Schweißen und Zerspannungsvorgänge. Diffusionsglühen: Langzeitiges Glühen (ca. 50h) bei sehr hohen Temperaturen ( C) und nachfolgender beliebiger Abkühlung; beseitigt Seigerungszonen und Zeilenstruktur bei Walz- und Schmiedeblöcken und hoch legiertem Stahlguss und ist geeignet, Sulfideinlagerungen geschwefelter Automatenstähle zu verteilen. Das dabei entstehende Grobkorn muss u.u. durch Normalglühen verfeinert werden.