Werktoffkunde

• Wichtiges und universelles Verfahren

• Besonders gegeignet für dünne Proben

• Prüfkörper ist eine Diamantpyramide

• Gemessen wird die Diagonale des Eindrucks

• Prüfkörper ist eine Diamantkugel

• hinterlässt große Eindrücke

• Eignet sich für Halbzeuge, weiche Werkzeuge und Bleche

• Gemessen wird der Durchmesser des Eindrucks

• Prüfkörper ist ein Diamantkegel

• Gemessen wird die Eindringtiefe des Prüfkörpers(Differenz der Tiefe mit Vorpressdruck zur Tiefe mit definierten Messdruck)

• Geignet für gehärtete Teile

• Zum messen der Festigkeit gegen dynamische Belastungen(Stöße)

• Für eine Messung werden mehrere Proben bei unterschiedlicher Temperatur geprüft.

• Kerbschalghammer schwingt mit deifnierter Kraft auf ein Prüfstück mit V- oder U-Kerbe

• Die Schwinghöhe nach dem auftreffen wird gemessen und in ein Diagram über Kerbschlagarbeit und Temperatur aufgetragen

• Steilabfall nur bei KRZ Gittern

• Prüfkörper (bei Metall Zylinder/bei Kunstoffen Rechteck) werden von der Prüfmaschine mit steigenderkraft ausenadergezohgen

• Gemessen wird die Kraft und die Längenänderung bis zum Riss der Probe

• Ergebniss ist das Spannungsdehnungsdiagramm, an dem Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung (E-Modul, Einschnürung)

• Alternative Messung von RP0,2 (Spannung bei 0,2 % Dehnung der Probe) für zerstörungsfreie Messung

• Penetrationsprüfung (Farbe auftragen und einwirken lassen, Überschüssige Farbe entfernen Entwickler auftragen, Risse bluten aus und lassen sich bewerten) für alle Werkstoffe

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• Magnetpulver auftragen, Magnet ansetzten und Risse bilden Wirbel durch die Störug des Magentfelds

• Nur magnetische Stoffe und Fehler bis einer Tiefe von 0,3 mm

• Versetztes AUfsetzen des Magneten nötig, da Fehler nur quer zum Magnetfeld sichtbar werden

• Strahlenprüfung(Röntgen): Strahlen durchdirngen Werkstoff und zeigen ein Bild, Helle und dunkle Stellen zeigen Fehler auf die längs zur Strahlenrichtung sind, Position des Fehlers lässt sich nicht bestimmten, Einschluss oder Poore lassen sich bestimmen

• Ultraschallprüfung: Sender wird auf Werkstück kalibriert, zur Messung der Wanddicke und Fehlersuche von Fehlern quer zur Strahlrichtung, Tiefe des Fehlers lässt sich per Echo bestimmen, die Art des Fehlers jedoch nicht

• Prüfkörper anschleifen und ätzen

• Makroschliff zeigt: Schweißnähtem Walzmuster und grobe Fehler

• Microschliff zeigt: Gefüge, Körner und Korngrenzen und Unregelmßigkeiten

• mind. 10,5% Chrom, besser 12% oder mehr

• Chrom bildet eine Passivschicht mit Sauerstoff an der Oberfläche

• Chrom und Molybdän bilden Ferrit (härtbar, magetisch

• Kohlestoff, Nickel und Mangan bilden Austenit (zäher, nicht umwandelbar und härtbar, nicht magnetisch korrosionsbeständig und schwer zerspanbar)

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• Hexagonal: Titan, Cobalt, Magnesium

• Kubisch Raumzentriert: alph-Eisen, Wolfram, Molybdän

• Kubisch Flächenzentriert: Kupfer, Aluminium (großten Lücken)

• Gitterfehler (Lerstellen) begünstigen Diffusion

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• elektrische Korrosion

  • Fe,Feuchtigkeit (Elektrolyt) und O² reagieren zu FeO(OH)

• chemische Korrosion

  • bei hohen Temperaturen reagiert der Werkstoff direkt mit O² (Verzundern)

• Flächenkorrosion (ungeschütze Baustähle)

• Lochkorrosion (örtliche Zerstörunge der Passivschicht durch Katzer)

• Splatkorrosion (schlechte Ausbildung der Passivschicht)

• Kontaktkorrosion (aneinadergrenzende Bauteile mit Feuchtigkeit als Elektrolyt)

• Auswahl geeigneter Werkstoffe

• Korrosionsgerechte Konstruktion (Spalte vermeiden, glatte Flächen)

• Oberflächenbehandelung

• Kathodischer Korrosionsschutz (Opfernode)

• legierungselemente (Mo, Cr, Ni)

• Erwärmen

  • unlegierte Stähle bis 40°C über GSK

  • legierte Stähle haben eine höhere Härtetemperatur

• Durchwärmen damit der Werkstoff überall gleichwarm ist

• Abschrecken

  • Gleichmäßige und schnelle Abkühlung

  • Abkühlen in Luft, Wasser, Öl (steigende Abkühlgeschwindigkeit)

• Anlassen

  • vermindert Spannungen und Sprödigkeit und erhöt die Zähigkeit bei einem geringen Härteverust

    
    

• große Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und Druckfestigkeit

• hohe Streckgrenze

• Härtbare Stähle mit >0,2% kohlenstoffgehalt

• geringe Elastizität

• Härteverzug

• Härterisse

Kubisch Flächenzentriertes Austenitgitter wandelt sich in kubisch-raumzentriertes Ferritgitter. Dabei werden ein C-Atom und ein Eisenion verspannt, woraus ein feinnadelliges, glashartes und sprödes Gefüge entsteht(Martensit)

• Induktionshärten

  • Wärmeeinbringung durch hochfrequenten wecheselstrom

  • Abschrechek durch Brause

  • Einstellung der Einhärtetiefe durch Durchlaufgeschwindigkeit

• Flammenhärten

  • Wärmeeinbringung durch Brennerflamme

  • Abschrecken durch Brause

  • Einstellung der Einhärtetiefe durch Vorschubgeschwindigkeit

• Ziel: harte, Verschleißfeste Randzone

• z.B. bei: Wellen, Bozen, Zahnräder

Aufkohlen druch glühen zwischen 880 und 980°C in Kohlenstoffabgebender Umgebung für mehrere Stunden

• Pulveraufkohlen(in kohle), Flüssigaufkohlen(Cayansalze) oder Gasuafkohlen (CO2 +H2)

• Ziel ist eine harte und kohlenstoffreiche Randschicht bei einem Zähen und Kohlenstoffarmen Kern

• Anwendung bei: Welle, Bolzen und Zahnrädern

Aneichern der dünnen Randschicht von ein paar Zehntel mit Stickstoff

Härtebildung beruht auf Nitridbilung (1200HV max. für Stahl)

Anschließendes Glühen in Stickstoffabgebender Umgebung z.B. Salzbäder oder Amoinakdurchströmter Nitrierofen

• Vorteile: keine Währmebehandlung nötig, verzugsfreie Bauteile, bis 500°C beständige Härte

  • besonders harte, verschleißfeste und gleitfähige Randschicht

• Nachteil: es kann zu Abplatzen der Randschicht kommen

• Alternativ Carbonitiriren, ist die Kombination aus Nitriren und Aufkohlen der Randschicht

• Härten und Anlassen bei höherer Temperatur

• Vorteile: hohe Fesitgkeit, Streckgrenze und Zähigkeit

• Die erhöhte Temperatur sorgt für den Zerfall der Martensitnadeln in Ferrit- und Zementitnadeln (400°C) bis hin zu Zementitkörnern (700°C)

  • Erreichbare Festigkeit:

    • unlegierter Vergütungsstahl bis 1000N/mm²

    • legierter Vergütungsstahl bis 1400N/mm²

• GJL - Lemelargraphit

• GJV - Vermikulargraphit

• GJS - Kugelgraphit

• Zahl gibt Feinheit des Gefüges an

• Kupolofen: abwechselnde Schichung von Koks und dem Schmelzgut, für höhere Temperaturen kann mehr Luft eingeblasen werden

• Induktionsofen: Mittels Induktion wird das Metall zum schmelzen gebracht, die Temperatur ist abhängig von der Stromaufnahme

• Glühen zum erzeugen des gewünschten Gefüges

• Härten/Vergüten zur Härtesteigerung

  
  

• Weichglühen zum beseitigen von Härte und Sprödheit infolge vo Walzen, Ziehen oder Pressen (370°C bis 410°C)

• Aushärten zur Festigkeits- und Härteerhöhung

  • Geeignete Werkstoffe Al-Legierungen

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