K18: Allg. Grundlagen Stoffeigenschaften ändern

Verändern von Stoffeigenschaften -> Hauptgruppe 6 nach DIN 8580

• Fertigen durch Verändern der Eigenschaften des Werkstoffs, u.a. in atomaren Bereich (z.B. Diffusion), Versetzungen im Atomgitter, chemische Reaktionen. Unvermeidbar auftretende Formänderungen gehören nicht zum Wesen dieser Verfahren

• verschiedene Formänderungsverfahren können Änderungen der Stoffeigenschaften als Nebeneffekt haben

• induzierte Druckspannungen

• veränderte Gefüge in der Randschicht und steigert die Härte

• z.B. bei Zahnrädern, da viele verschiedene Belastungen

• vermeiden von Rissen, Brüchen, Verschleiß

• kontrolliertes Erwärmen und Abkühlen eines Werkstücks, um eine Änderung seiner Eigenschaften herbeizuführen

• z.B. Festigkeit, Zähigkeit, Zerspanbarkeit, Verschleißfestigkeit

• erwärmen auf eine bestimmte Temperatur, Halten und Abkühlen, sodass Zustand des Werkstoffs bei Raumtemperatur dem Gleichgewichtszustand näher ist

• innere Spannungen verrringern -> Atome bewegen sich auf stabilere Positionen im Kristallgitter - Leerstellen, Zwischengitterdefekte und Versetzungen werden beseitigt

• Austenitisieren und Abkühlen, sodass Härtezunahme durch vollständige Umwandlung des Austenits in Martensit erfolgt

• Gefügeumwandlung durch schnelles Abkühlen (Abschrecken)

• Edelstahl und NE-Metalle können nicht thermisch gehärtet werden

Thermisches Randschichthärten:

• Härtung der Oberfläche, ohne Veränderung im Inneren

• Randhärtetiefe schwer zu kontrollieren

• hohe Wärmebelastung

• höhere spezifische Leistung der Wärmequelle (kW/cm²) ist besser (geringerer Verzug, kleinere Wärmeeinflusszone)

Flammhärten: Werkstück dreht sich, auf einer Seite Brenner, auf anderer Brause zum Abkühlen

Induktionshärten:

• Induktion eines Stromflusses in Werkstück durch magnetisches Wechselfeld

• Erwärmung aufgrund Ohm´schen Wiederstand

• danach Abschrecken mit Wasserbrause

• Tiefe der Erwärmung hängt von der Frequenz des Wechselfelds ab (Skin-Effekt), je niedriger die Frequenz, desto tiefer

• erwärmen mittels Laser

• kein Kühlmedium erforderlich

• geringe thermische Belastung

• z.B. Einspritzdüsenhalter

1) Erhitzen unter Anwesenheit von Kohlenstoff freisetzendem Material

2) Kohlenstoffeinbringung in Randschicht

3) Abschrecken

Nitrieren = Randschicht mit Stickstoff angereichert und erwärmt

• + viele Werkstoffe möglich

• + korrosionsbeständig

• + niedriges Temperaturniveau

• - jedoch geringere Einhärttiefe

Gitterveränderungen in der Mikrostruktur von Stahl

• Anlassen im Allgemeinen nach Härten -> Abbau von Spannungen

• Auslagern ist Wärmebehandlung eines lösungsbehandelten Werkstücks

Härten und Anlassen bei höheren Temperaturen, um gewünschte Kombination aus mechanischen Eigenschaften, v.a. hohe Zähigkeit und Duktilität, zu erhalten

• Behandlung nach dem Härten, um Restaustenit zu Martensit umzuwandeln

• Abkühlen und Halten unterhalb der Raumtemperatur

Wärmebehandlung mit einem geeigneten Mittel, um eine Änderung der chemischen Zusammensetzung des Grundwerkstoffs durch Stoffaustausch mit dem Mittel zu erreichen

Wärmebehandlung aus Lösungsbehandeln und Auslagern durch Ausschneiden einer oder mehrerer Phasen aus einer übersättigten festen Lösung