Das kleine A B C der Wärmebehandlung

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A

 

Abkühlung

Die Abkühlung erfolgt bei einer Wärmebehandlung nach einer Haltedauer auf einer Behandlungstemperatur. 



Abkühlgeschwindigkeit

Die Abkühlgeschwindigkeit hängt vom Wärmeinhalt des Bauteils und dem Abkühlmedium (Abschreckmittel) ab.


Abschrecken

Abschrecken ist das plötzliche Abkühlen im Anschluss an die Haltedauer einer Wärmebehandlung durch ein Abkschreckmedium.


Abschreckmittel

Als Abschreckmittel werden Wasser, Härteöle, Polymere, Salz- und Metallschmelzen, Gase oder auch bewegte Luft eingesetzt.


Anlassen

Das Anlassen ist eine Wärmebehandlung, die im Anschluss an eine Härtung bei Temperaturen bis zu 650°C durchgeführt wird, um ein günstiges Verhältnis von Zähigkeit, Härte und Festigkeit einzustellen. Die Behandlung erfolgt unmittelbar nach dem Härten. Erst die Kombination Härten und Anlassen (Vergüten) erzeugt ein Vergütungsgefüge mit angepassten mechanischen Eigenschaften. Das Anlassen gehört wie das Härten zu den thermischen Verfahren, die das gesamte Bauteil bis in die Kernbereich erwärmt und so die mechanischen Eigenschaften beeinflusst. 

Im gehärteten Zustand weist das Bauteil je nach Stahlzusammensetzung eine sehr hohe Härte auf, ist aber gleichzeitig sehr spröde. Bauteile können im gehärteten Zustand nicht eingesetzt werden. Dabei gilt die Faustformel, dass mit steigender Härte die Zähigkeit sinkt. Das Anlassen verfolgt den Zweck, die Härte zu verringern und auf diese Weise die eine höhere Zähigkeit einzustellen. Der auftretende Härteverlust wird in Kauf genommen. Welches Verhältnis zwischen Härte und Zähigkeit eingestellt wird, ist vom Anwendungsfall abhängig.  


Anlassbeständigkeit

Die Anlassbeständigkeit beschreibt die Temperaturempfindlichkeit im Hinblick auf einen Härteabfall bei einer gewählten Anlasstemperatur.


Anlassfarben

Durch Oxidation bilden sich beim Anlassen unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre an der Oberfläche des Stahls temperaturabhängig charakteristische Anlassfarben aus.


Anlassschaubilder (Anlasskurven)

In Anlassschaubildern wird in einem Graphen die Anlasstemperatur gegenüber der Härte eines Stahls aufgetragen. Die Anlasskurve zeigt den Härteverlauf in Abhängigkeit von der Anlasstemperatur.


Anlassstufen

Anlassstufen kennzeichnen Temperaturbereiche, die beim Anlassen für bestimmte innere werkstoffkundliche Vorgänge im Stahl charakteristisch sind. 


Anlasstemperatur

Die Anlasstemperatur ist die Haltetemperatur, die zur Einstellung der gewünschten Härte eingestellt wird.


Anlassversprödung

Beim Anlassen werden zwei  Temperaturbereiche beobachtet,  die beim Anlassen zu Versprödungserschein-ungen im Stahl führen (300°C- und 500°C-Versprödung).


Aufhärtbarkeit

Die Härtbarkeit eines Stahls wird durch die Aufhärtbarkeit und die Einhärtbarkeit beschrieben. Die Aufhärtbarkeit steigt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt.


Aufkohlen

Anreichern der Randschicht eines Werkstücks mit Kohlenstoff durch thermochemische Behandlung.


Auslagern

Beim Auslagern im Anschluss an das Lösungsglühen und Abschrecken werden Ausscheidungen aus dem übersättigten Mischkristall im Gefüge ausgeschieden.


Ausscheidungen

Ausscheidungen im Gefüge bewirken meist eine Erhöhung der Festigkeit auf Kosten der Zähigkeitseigenschaften.


Ausscheidungshärten

Die Ausscheidungshärtung ist eine Wärmebehandlung, bestehend aus den Schritten Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern, mit dem Ziel der Ausscheidung von fein verteilten Phasen im Metallgefüge. Die Härtesteigerung beruht auf einer Behinderung von Versetzungsbewegungen, die zu einem Anstieg der Streckgrenze führt.


Austenit

Austenit ist die metallographische Bezeichnung für die kubisch-flächenzentriete Modifikation (Phase) des Eisens bzw. des Stahls.


Austenitisieren

Das Austenitisieren erfolgt während der Haltezeit beim Härten des Stahls. Oberhalb der werkstoffabhängigen Umwandlungstemperatur wird der kubisch-raumzentrierte Ferrit in den kubisch-flächenzentrierten Austenit überführt und die Carbide wie der Zementit zumindest teilweise gelöst.



B


Bainit

Bainit (Zwischenstufengefüge) ist ein Gefügebestandteil der sich zwischen der Perlit- und der Martensitstufe durch Umklappvorgänge, die an Diffusionsvorgänge gekoppelt sind bildet. Bainit zeichnet sich durch eine im Vergleich zum Perlit höheren Festigkeit bei gleichzeitig hoher Zähigkeit aus. Bainitgefüge haben sehr spezielle Eigenschaften, die sich durch hohe Festigkeiten, maximale Zähigkeiten und üblicherweise durch relativ geringe Verzüge auszeichnen. 


Bainitisieren

Unter Bainitisierten wird ein isothermes Umwandeln in der Bainitstufe bei der Abkühlung nach dem Austenitisieren verstanden, um gezielt ein bainitisches Gefüge einzustellen. Der konventionelle Weg zur Erhöhung von Härte bzw. Festigkeit ist das Vergüten. Eine alternative Härtung ist das Bainitisieren, das früher Zwischenstufenvergüten genannt wurde. Das Bauteil wird wie beim Härten bei Temperaturen von 800 bis 1.050 °C je nach Werkstoff austenitisiertDie Abkühlung erfolgt dann in einem Salzwarmbad. Bei Temperaturen zwischen 250 und 450 °C wird das Beurteil abgefangen und isotherm gehalten, bis die Gefügeumwandlung von Austenit nach Bainit (Zwischenstufe) abgeschlossen ist. Dabei bildet sich kein Martensit. Die Umwandlung dauert je nach Werkstoff einigen Minuten bis zu mehreren Stunden. Anschließend wird das Bauteil an der Luft abgekühlt. Nicht jedes Bauteil und nicht jeder Werkstoff ist für das Bainitisieren geeignet. Die geschilderten positiven Eigenschaften können nur erzielt werden, wenn  keine anderen Gefügebestandteile wie Ferrit, Perlit, oberer Bainit gebildet werden. Dünnwandige Bauteile und legierte Stähle mit hoher Härtbarkeit eignen sich besonders gut für dieses Verfahren. 


BG-Glühen

BG-Glühen wird heute als Ferrit-Perlit-Glühen bezeichnet. Durch ein langsames Durchlaufen bzw. halten im Perlitbereich wird ein  reines Ferrit-Perlit-Gefüge (Schwarz-Weiß-Gefüge) mit guter Zerspanbarkeit eingestellt.


Borieren

Nach DIN/EN 10052 versteht man unter Borieren eine thermochemische Behandlung mit Anreicherung der randnahen Zone eines Werkstückes mit Bor und die Bildung einer Boridschicht. Das Borieren läuft bei Temperaturen von 850 bis 950°C ab. Als Borspender kommen heute fast ausschließlich pulver- und pastenförmige Bormittel zur Anwendung. Borieren ist ein thermochemisches Randschichthärteverfahren wie Nitrieren, Nitrocarburieren und Einsatzhärten. Es wird zur Erzeugung einer verschleißbeständigen Randschicht gegen abrasiven und adhäsiven Verschleiß angewandt. Die hohe Härte der Boridschicht liegt je nach Werkstoff zwischen 1600 und 2800 HV. Die gute Eigenschaft gegen Adhäsivverschleiß ist auf die geringe Kaltschweißneigung der Boridschicht zurückzuführen. Anwendungen für Boridschichten finden sich bei Komponenten im Fahrzeug-, Maschinen-, Anlagen- und Apparatebau. 



C


Carbide

Carbide sind Verbindungen von Legierungselementen mit dem Kohlenstoff des Stahls. Der Zementit (Fe3C) ist beispielsweise ein Carbid.


Carbonitrieren

Unter Carbonitrieren wird das Anreichern der Randschicht eines Werkstücks mit Kohlenstoff und Stickstoff durch eine thermochemische Behandlung verstanden. Beim Carbonitrieren werden die mechanischen Eigenschaften der Bauteilrandschicht hinsichtlich einer erheblichen Härtesteigerung verbessert. Das Verfahren nimmt praktisch die Mittelstellung zwischen Einsatzhärten und Nitrieren ein. Die Carbonitriertemperaturen sind niedriger als die bei der Einsatzhärtung, jedoch höher als die Nitriertemperaturen. Die Temperaturen bei der Carbonitrierhärtung im Gas liegen im zwischen 760 und 900°C. Während beim Einsatzhärten Kohlenstoff und beim Nitrieren Stickstoff in die Stahloberfläche eindringt, beruht die Wirkung der Carbonitrierung auf Kohlenstoff- und gleichzeitig Stickstoffdiffusion. Durch Anreicherung von Stickstoff wird die Härtetemperatur und die kritische Abkühlgeschwindigkeit herabgesetzt, so dass milder abgeschreckt werden kann, wodurch sich das Risiko des Verzugs verringert. Mit einer anschließenden Anlassbehandlung wird die gewünschte Oberflächenhärte eingestellt. Durch die Verwendung von Schutzpasten kann eine partielle Carbonitrierung realisiert werden. 


Charge

Die Charge bezeichnet ein Wärmebehandlungslos.


Chargiermittel

Hier finden Sie weitere Informationen zu Chargiermittel.


Chargierung

Unter Chargierung wird die Bestückung der Wärmebehandlungsanlage verstanden.


CVD-Beschichtung

CVD steht als Abkürzung für chemical vapour desposition. Es handelt sich dabei um die Abscheidung von Feststoffen aus der Gasphase, wobei die Gasphase im Gegensatz zu den PVD-Verfahren, auf chemischem Weg erzeugt wird. Flüchtige Verbindungen reagieren dabei unter Zuführung von Wärme chemisch und kondensieren als Schicht auf der Bauteiloberfläche. Bei Titankarbid lassen sich Schichthärten über 3000 HV0,05 erreichen, bei Titannitrid bis 2300 HV0,05, bei Aluminiumoxid bis 2100 HV0,05. Damit diese Reaktionen ablaufen, sind Temperaturen von 800 bis 1100°C notwendig. CVD-Schichten zeichnen sich durch ihre sehr gute Haftung aus - aufgrund ihrer Verankerung durch Diffusion im Trägerwerkstoff. Durch das gasförmige Einbringen der Beschichtungsstoffe in den CVD-Ofen wird eine gute Konturenfolgung der Schicht erzielt. Anwendungsbereiche von CVD-Schichten sind beispielsweise Werkzeuge für die Massivumformung, Großwerkzeuge für die Blechbearbeitung und Hartmetall-Wendeschneidplatten.


 

D


Diffusionsglühen

Beim Diffusionsglühen dient der Verminderung von Gefügeinhomogenitäten (Konzentrationsunterschieden) von Gussstücken, Halbzeugen und Rohblöcken.


Durchlauföfen

Hier finden Sie Informationen zu Durchlauföfen.


Durchstoßöfen

Hier finden Sie Informationen zu Durchstoßöfen.


Durchwärmdauer

Die Erwärmdauer setzt sich aus der Anwärm- und der Durchwärmdauer zusammen. Die Durchwärmdauer führt zu einer Angleichung der Kerntemperatur an die Oberflächentemperatur des Bauteils.