Industriemeister/Metall

Transkript

1 Industriemeist er Metall Industriemei ster Metall Industriemeister Metall Industriemeister/Metall Ersteller: G. Liebl 1

2 Ersteller: G. Liebl 2

3 Ersteller: G. Liebl 3

4 Übersicht über die Wärmebehandlungsarten Glühen Vergüten Härten Randschichthärten Einsatzhärten Nitrierhärten Carbonitrieren Ersteller: G. Liebl 4

5 Glühen Glühen ist eine Wärmebehandlung, bestehend aus langsamem Erwärmen, Halten auf Glühtemperatur und langsames Abkühlen Ersteller: G. Liebl 5

6 Glühverfahren Spannungsarmglühen Rekristallisationsglühen Weichglühen Normalglühen Diffusionsglühen Ersteller: G. Liebl 6

7 Spannungsarmglühen Durch Spannungsarmglühen werden innere Spannungen im Werkstück durch plastisches Fließen des Werkstoffs verringert Die inneren Spannungen können durch Gießen, Walzen, Schmieden oder Schweißen entstanden sein Man glüht die Werkstücke bei 550 Grad C bis 650 Grad C während 1 bis 2 Stunden (Bild 1) Ersteller: G. Liebl 7

8 Rekristallisationsglühen (Zwischenglühen) Das Rekristallisationsglühen (Zwischenglühen) wird angewandt, wenn ein durch Kaltverformung verzerrtes Gefüge wieder in einen unverzertem Gefügezustand zurückgeführt werden soll Durch mehrerer Stunden langes Glühen bei 550 Grad C bis 650 Grad C bildet sich ein völlig neues Gefüge aus (Bild 2) Ersteller: G. Liebl 8

9 Rekristallisationsglühen (Bild2) Ersteller: G. Liebl 9

10 Weichglühen Beim Weichglühen erwärmt man den Stahl je nach Kohlenstoffgehalt auf 680 Grad C bis 750 Grad C und hält ihn dort mehrere Stunden Durch Weichglühen wandelt sich der Streifenzementit in körnigen Zementit um (Bild 3) Dadurch ist der Werkstoff leichter umformbar und spanbar. Ersteller: G. Liebl 10

11 Weichglühen (Bild 3) Ersteller: G. Liebl 11

12 Normalglühen Normalglühen wird angewandt, wenn ein ungleichmäßiges oder grobkörniges Gefüge beseitigt werden soll. Es erfolgt durch kurzzeitiges Glühen bei Temperaturen knapp oberhalb der GSK Linie (Bild 1). Dabei kommt es zur völligen Kornneubildung. Es entsteht ein gleichmäßiges, feinkörniges Gefüge (Bild 4). Diesen Vorgang nennt man auch Rückfeinen. Ersteller: G. Liebl 12

13 Normalglühen (Rückfeinen) (Bild 4) Ersteller: G. Liebl 13

14 Diffusionsglühen Unter Diffusionsglühen versteht man ein langzeitiges Glühen bei 1050 Grad C bis 1250 Grad C. Es dient dazu, beim Vergießen eingetretene Konzentrationsunterschiede im Gussstück (Seigerung) auszugleichen. Ersteller: G. Liebl 14

15 Glühfehler Nicht eingehaltene Glühtemperaturen und Glühzeiten führen zu nicht beabsichtigten Gefügeumwandlungen. Bei lang anhaltender, weit überschrittener Glühtemperatur wird der Werkstoff geschädigt oder zerstört. Ersteller: G. Liebl 15

16 Härten Härten ist eine Wärmebehandlung, die Stähle hart und verschleißfest macht. Merke: Nur Stähle mit mehr als 0,2% Kohlenstoff sind zum Härten geeignet Ersteller: G. Liebl 16

17 Temperaturverlauf beim Härten von Stählen Ersteller: G. Liebl 17

18 Gehärtete Werkstücke Ersteller: G. Liebl 18

19 Härten Praktische Richtlinien beim Abschrecken: Stabförmige Werkstücke längs eintauchen Werkstücke mit dem größten Querschnitt voraus eintauchen Werkstücke mit Grundlöchern müssen mit der Öffnung nach oben eingetaucht werden, damit die Dampfblasen entweichen können Flächige Werkstücke werden mit der schmalen Seite voraus eingetaucht Ersteller: G. Liebl 19

20 Richtiges Eintauchen beim Abschrecken Ersteller: G. Liebl 20

21 Härten Abschreckmittel: Wasser Öle Wasser Öl - Emulsion Bewegte Luft Ersteller: G. Liebl 21

22 Härten (Abschreckmittel) Abschreckmittel Merke: Unlegierte und niedrig legierte Stähle sind Wasseroder Ölhärter, Hochlegierte Stähle sind Öl- oder Lufthärter Ersteller: G. Liebl 22

23 Härten Verzugarmes und rissfreies Härten erreicht man durch: Verwendung eines milderen Abschreckmittels Gebrochenes Härten: das Werkstück wird kurz in Wasser abgeschreckt, dann herausgenommen und im Ölbad abgekühlt Stufenhärten: das Werkstück wird in einem Salzbad, z.b. bis 450 Grad C abgeschreckt und danach an der Luft abgekühlt Ersteller: G. Liebl 23

24 Entstehung von Härteverzug und Härterissen Ersteller: G. Liebl 24

25 Temperaturverlauf beim Härten von Werkzeugstählen Ersteller: G. Liebl 25

26 Wärmebehandlungstemperaturen in Grad C Ersteller: G. Liebl 26

27 Vergüten Durch Vergüten erhält man Bauteile mit hoher Festigkeit und großer Zähigkeit Diese Eigenschaften erzielt man bei den dazu geeigneten Vergütungsstählen durch eine Wärmebehandlung aus Härten und anschließendem Anlassen auf Temperaturen zwischen 500 Grad C und 700 Grad C Ersteller: G. Liebl 27

28 Temperaturverlauf beim Vergüten Ersteller: G. Liebl 28

29 Vergütete Bauteile Ersteller: G. Liebl 29

30 Ersteller: G. Liebl 30

31 Härten der Randzone Das Härten der Randzone eines Werkstückes wird angewandt, wenn das Werkstück eine harte, verschleißfest Randzone, aber einen hochfesten und zähen Kern benötigt Dies ist bei Werkstücken erforderlich, deren Oberfläche auf Verschleiß beansprucht sind und die stoßartige und wechselnde mechanische Belastungen tragen müssen Ersteller: G. Liebl 31

32 Bauteile mit gehärteter Randzone Ersteller: G. Liebl 32

33 Härten der Randzone Randschichthärten Einsatzhärten Nitrierhärten Ersteller: G. Liebl 33

34 Härten der Randzone (Randschichthärten) Beim Randschichthärten wird eine dünne Außenschicht des Werkstücks aus härtbarem Stahl durch starke Wärmezufuhr rasch erwärmt und durch sofortiges Abschrecken gehärtet Ersteller: G. Liebl 34

35 Härten der Randzone (Randschichthärten) Induktionshärten Laserhärten Flammhärten Ersteller: G. Liebl 35

36 Induktionshärten Ersteller: G. Liebl 36

37 Flammhärten Ersteller: G. Liebl 37

38 Härten der Randzone (Einsatzhärten) Beim Einsatzhärten wird die Randschicht eines kohlenstoffarmen Stahls mit Kohlenstoff angereichert (aufgekohlt) und anschließend gehärtet. Man erhält dadurch ein Werkstück mit gehärteter, kohlenstoffreicher Randschicht und einem kohlenstoffarmen, ungehärteten zähen Werkstückkern Ersteller: G. Liebl 38

39 Härten der Randzone (Einsatzhärten) Merke: Zum Einsatzhärten werden Stähle mit 0,1% bis 0,2% Kohlenstoff verwendet, wie z.b. C10E. Sie sind wegen des niedrigen Kohlenstoffgehalts an sich nicht härtbar. Ersteller: G. Liebl 39

40 Arbeitsablauf beim Einsatzhärten Ersteller: G. Liebl 40

41 Verschiedene Einsatzhärteverfahren Ersteller: G. Liebl 41

42 Ersteller: G. Liebl 42

43 Härten der Randzone (Nitrierhärten) Beim Nitrierhärten wird eine dünne Randschicht eines Werkstücks aus Nitrierstahl mit Stickstoff angereichert, wobei eine sehr harte und verschleißfeste Randzone entsteht Ersteller: G. Liebl 43

44 Härten der Randzone (Nitrierhärten) Vorteile des Nitrierhärtens: Nach dem Nitrieren braucht nicht erwärmt, abgeschreckt und angelassen zu werden, da die Härte direkt beim Nitrieren entsteht Nitriergehärtete Bauteile sind verzugsfrei, da sie nur auf etwa 500 Grad C erwärmt werden Nitrierhärten ergibt eine äußerst harte, dabei verschleißfeste und gleitfähige Randschicht Ersteller: G. Liebl 44

45 Industriemeist er Metall Industriemei ster Metall Industriemeister Metall Industriemeister/Metall Ersteller: G. Liebl 45