1.9 WÄRMEBEHANDLUNG Welche Wärmebehandlungsverfahren kennen Sie? Was verstehen wir unter dem Begriff Glühen?

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1 1.9 WÄRMEBEHANDLUNG Welche Wärmebehandlungsverfahren kennen Sie? Glühen, Härten, Vergüten, Randschichthärten, Einsatzhärten, Nitrieren, Carbonitrieren Was verstehen wir unter dem Begriff Glühen? Glühen ist eine Wärmebehandlung, bestehend aus langsamen Erwärmen, Halten auf Glühtemperatur und langsamen Abkühlen. Mit Glühen können bleibende Gefügeveränderungen erreicht werden Was gibt es für Glühverfahren? Spannungsarmglühen 550 C bis 650 C Rekristallisationsglühen 550 C bis 650 C Weichglühen 680 C bis 750 C Normalglühen knapp oberhalb der GSK-Linie Diffusionsglühen 1050 C bis 1250 C Seite 26

2 1.9.4 Wann und warum wird weichgeglüht? Beim Weichglühen erwärmt man den Stahl je nach Kohlenstoffgehalt auf 680 C bis 750 C und hält ihn dort mehrere Stunden. Die gleiche Wirkung erreicht man durch Pendelglühen um die PSK-Linie. Durch das Weichglühen wandelt sich der Streifenzementit in körnigen Zementit um. Dadurch ist der Werkstoff leichter umformbar und spanbar Wann wird Spannungsarmglühen angewandt? Beim Spannungsarmglühen werden innere Spannungen im Werkstück durch plastisches Fließen bei der Glühtemperatur verringert. Die inneren Spannungen können durch Gießen, Walzen, Schmieden oder Schweißen entstanden sein. Man glüht die Werkstücke bei 550 C bis 650 C während 1 bis 2 Stunden Nach dem Schmieden, Walzen oder Gießen entsteht im Stahl sehr oft ein grobkörniges bzw. ungleichmäßiges Gefüge. Was für ein Glühverfahren wenden Sie an? Das Normalglühen wird angewandt, wenn ein ungleichmäßiges oder grobkörniges Gefüge beseitigt werden soll. Es erfolgt durch kurzzeitiges Glühen bei Temperaturen knapp oberhalb der GSK- Linie. Dabei kommt es zur völligen Kornneubildung. Es entsteht ein gleichmäßiges, feinkörniges Gefüge. Diesen Vorgang nennt man Rückfeinern. Seite 27

3 1.9.7 Wann wird das Rekristallisationsglühen angewandt? Durch Kaltverformung entsteht ein verzerrtes Gefüge. Ein unverzerrter Gefügezustand kann durch Rekristallisationsglühen wieder erreicht werden. Durch Glühen bei einer Temperatur von 550 C C (mehrere Stunden), bildet sich ein völlig neues Gefüge aus Was können beim Glühen für Fehler gemacht werden? Glühen bei zu niedriger Temperatur: führt nicht zur beabsichtigten Gefügeumwandlung Glühen bei zu hoher Temperatur: führt zur Bildung großer Gefügekörner und damit zur Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften Glühtemperatur weit überschritten: der Sauerstoff der Luft reagiert in der Randzone mit den Bestandteilen des Eisenwerkstoffs. Er verzundert und die Randzone entkohlt. Bei langanhaltender Überhitzung: Eisen und Kohlenstoff verbrennen entlang der Korngrenze bis ins Werkstoffinnere. Dieses unbrauchbare Material nennt man verbrannten Stahl Was verstehen wir unter dem Begriff Härten? Härten ist ein Erwärmen des Stahles auf Härtetemperatur und nachfolgendes schnelles Abkühlen Was verstehen wir unter dem Begriff Härte? Härte ist ein Widerstand, der ein Werkstoff dem Eindringen eines anderen entgegensetzt. Seite 28

4 Aus welchen Arbeitsgängen besteht Härten? Erwärmen Halten auf Härtetemperatur Abschrecken anschließendes Anlassen auf Arbeitshärte Wann ist ein Stahl härtbar? Er muß mindestens 0,3% Kohlenstoff besitzen Welche Abschreckmittel werden angewendet? Luft Öl Wasser Warmbad-Abschreckbäder Wasser-Öl-Emulsionen Was verstehen wir unter dem Begriff Vergüten? Vergüten ist eine Wärmebehandlung, die dem Werkstoff eine hohe Festigkeit, Streckgrenze und Zähigkeit verleiht Wie wird das Vergüten durchgeführt? Erwärmen auf Härtetemperatur, Halten und Abschrecken, anschließend Anlassen mit höherer Anlaßtemperatur als beim Härten Welche Festigkeiten kann man beim Vergüten erreichen? N/mm² Nennen Sie Beispiele von Maschinenteilen, die vergütet werden! Achsen, Wellen, Schrauben, Zahnräder. Seite 29

5 Was verstehen wir unter dem Begriff Randschichthärten? Beim Randschichthärten wird eine dünne Außenschicht des Werkstückes durch starke Wärmezufuhr rasch erwärmt und durch sofort anschließendes Abschrecken gehärtet Welche Randschichthärteverfahren gibt es? Induktionshärten Flammhärten Induktionshärten Flammhärten Was verstehen wir unter dem Begriff Einsatzhärten? Beim Einsatzhärten wird die Randschicht eines kohlenstoffarmen Stahls mit Kohlenstoff angereichert und anschließend gehärtet. Zum Einsatzhärten werden Stähle mit 0,1% - 0,2% Kohlenstoff verwendet (z.b. Ck15) Wie wird Aufgekohlt? Das Anreichern mit Kohlenstoff, Aufkohlen genannt, erfolgt durch Glühen der Werkstücke im kohlenstoffabgebenden Einsatzmitteln über mehrere Stunden bei 900 C bis 950 C. Dabei dringt Kohlenstoff in die Randschicht ein, die dadurch härtbar wird. Als Einsatzmittel verwendet man feste, flüssige und gasförmige Stoffe. Seite 30

6 Wie erhalten die aufgekohlten Werkstücke ihre gewünschten Gebrauchseigenschaften? durch Härten und Anlassen nur die aufgekohlte Randschicht wird gehärtet der Werkstückkern bleibt ungehärtet und zäh (Anwendung z.b. bei Zahnräder und Kurbelwellen) Was verstehen wir unter dem Begriff Nitrieren? Beim Nitrieren wird eine dünne Randschicht des Werkstückes mit Stickstoff angereichert, wobei eine sehr harte und verschleißfeste Härteschicht entsteht. Der Werkstückkern bleibt unverändert Was sind die Vorteile des Nitrierens? Nach dem Nitrieren braucht nicht erwärmt, abgeschreckt und angelassen werden, da die Härte direkt beim Nitrieren entsteht. Nitrierte Bauteile sind verzugsfrei. Die Härte der Nitrierschicht bleibt bis 500 C erhalten (Anlaßbeständig) Nennen Sie Anwendungsbeispiele für das Nitrieren? Meßspindeln, Steuernocken, Extruderschnecken, Biegestempel, Formeinsätze Was verstehen wir unter dem Begriff Carbonitrieren? Beim Carbonitrieren wird die Randschicht des Werkstoffes gleichzeitig aufgekohlt und nitriert und anschließend gehärtet. Seite 31