Allgemeine technologische Eigenschaften von Stahl

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Wärmebehandlungen

Härten: Austenitisieren und Abkühlen mit solcher Geschwindigkeit, daß in mehr oder weniger großen Bereichen des Querschnittes eines Werkstückes eine erhebliche Härtesteigerung durch Martensitbildung eintritt.


Anlassen: Erwärmen eines gehärteten Werkstückes auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und Ac1 und Halten dieser Temperatur mit nachfolgendem zweck entsprechendem Abkühlen.


Vergüten: Härten und danach Anlassen im oberen möglichen Temperaturbereich zum Erzielen guter Zähigkeit bei gegebener Zugfestigkeit.

 

Aufhärtbarkeit

Im Sinne dieser Norm hängt die Aufhärtbarkeit, d. h. die größte erreichbare Härte von dem im Austenit gelösten Anteil des Kohlenstoffgehaltes des Stahles ab. Die Menge des gelösten Anteils wird durch die Austenitisierungsbedingungen bestimmt. Die Beziehungen zwischen dem im Austenit gelösten

Kohlenstoffanteil und der nach dem Abschrecken in Abhängigkeit vom Martensitanteil erreichbaren Härte bei legierten und unlegierten Stählen sind in Bild 1 und Bild 2 dargestellt. Die im Werkstück erzielte Aufhärtung ist außer von der Aufhärtbarkeit auch noch von den Abkühlungsbedingungen abhängig.


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Einfluss der Legierungselemente

Im wesentlichen bestimmen Art und Menge der im Austenit gelösten Legierungselemente, sowie der gelöste Kohlenstoff und der Abkühlungsverlauf die Einhärtung. Mitzunehmendem Mengenanteil der Legierungselemente steigt die einhärtende Wirkung. Die wirksamsten Legierungselemente sind Mangan, Chrom und Molybdän. Soll ein annähernd gleichmäßiger Verlauf der Härte über den Querschnitt erreicht werden, so ist beim Härten unter gleichen Abkühlungsbedingungen von bestimmten Mindestquerschnitten an die Verwendung legierter — anstelle unlegierter — Stähle notwendig.


Anmerkung: Wird z. B. eine Einhärtung bis zum Kern verlangt, dürfte die Verwendung unlegierter Stähle nur bis zu Durchmessern von etwa 20 mm in Betracht kommen. Je größer der Querschnitt eines Bauteils ist und je gleichmäßiger der Härteverlauf über denselben sein soll, desto größer muß der Anteil geeigneter — im Austenit in Lösung zu bringender — Legierungselemente sein. Bei Reichen Anforderungen an die Einhärtung kann der Kohlenstoffgehalt von legierten Stählen niedriger als derjenige unlegierter Stähle sein; die Aufhärtbarkeit ist aber dann geringer.

 

Wirkung der Abkühlmittel

Der Wärmeentzug beim Härten wird bei gleichen Stählen und Abmessungen durch das Abkühlmittel bestimmt Seine Eigenschaften, die Temperatur und eine zusätzliche Bewegung entweder des Abkühlmitteis und/oder des abzukühlenden Teils beeinflussen die Abkühlung. Dementsprechend können auch die Maßänderungen, der Verzug und die Rißgefahr im Einzelfall unterschiedlich sein. Die Abkühlmittel unterscheiden sich durch das Abkühlvermögen in den für das Härten wichtigen Temperaturbereichen.

Von den üblicherweise verwendeten Abkühlmitteln wird an Luft die langsamste, in Wasser die schnellste Abkühlung erreicht. Dazwischen liegt die Abkühlung in ölen oder Salzschmelzen, je nach den physikalischen Eigenschaften (z. B. Viskosität, spez. Wärme, Wärmeleitfähigkeit).