Stahlguss - Konstruieren und Gießen - Bundesverband der ...

Die Nitrierschicht besteht aus der Verbindungs-
und der Diffusionsschicht. In der
äußeren Verbindungsschicht ist das Eisen
durch Stickstoffaufnahme vollständig zu
Eisennitrid beziehungsweise Eisencarbonitrid
umgewandelt. In der angrenzenden
Diffusionsschicht ist der Stickstoff im
Eisen gelöst oder ist in Form feinster Nitride
ausgeschieden. Die Härte der Verbindungsschicht
und Diffusionsschicht
hängen wesentlich von der chemischen
Zusammensetzung des Stahlgusses sowie
von der Nitriertemperatur ab.
Beim Nitrieren von unlegiertem Stahlguss
werden Härtewerte von etwa 400 HV erreicht.
Zusätze an Legierungselementen,
die harte Sondernitride bilden wie Chrom,
Molybdän und Vanadin, führen zu Härtewerten
von mindestens 650 HV und je nach
Werkstoff bis zu 1100 HV.
Unlegierte Stahlgusssorten werden im
normalgeglühten Zustand und mit Chrom,
Molybdän und Vanadin, legierte Stahlgusssorten
im Vergütungszustand nitriert. Bei
vergütbaren Stahlgusssorten ist darauf zu
achten, dass das Anlassen beim Vergüten
oberhalb der Nitriertemperatur liegt. Diese
beträgt üblicherweise etwa 500 °C. Die aus
den Einsatzbedingungen geforderten mechanisch-technologischen
Eigenschaften
des Kernwerkstoffes sind durch entsprechende
Werkstoffauswahl sicherzustellen.
Tabelle 38 enthält Beispiele für
Stähle unterschiedlicher Durchverfügbarkeit,
die für das Nitrieren verwendet werden
können.
8.12.7 Stahlguss für das Flammund
Induktionshärten
Beim Flamm- und Induktionshärten wird
durch Erwärmen der Randschicht auf
Härtetemperatur und anschließendes Abschrecken
eine vollständige Martensitbildung
angestrebt, so dass die erreichbare
Randschichthärte vom Kohlenstoffgehalt
des Stahles beziehungsweise von dem
beim Austenitisieren gelösten Kohlenstoffanteil
abhängt.
Die beim Randschichthärten erreichbare
Einhärtetiefe ist abhängig von der Dicke der
austenitisierten Schicht, der Abkühlgeschwindigkeit
und der Härtbarkeit des
Stahles. Unmittelbar nach dem Härten wird
ein Spannungsarmglühen bei etwa 140 bis
200°C empfohlen.
Im Regelfall wird Vergütungstahlguss im
vergüteten, unlegierter Stahlguss im normalgeglühten
Zustand randschichtgehärtet.
Das Randschichthärten verändert nicht
die mechanisch-technologischen Eigenschaften
des Kernwerkstoffes. Es werden
der Verschleißwiderstand und die Dauer-
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Tabelle 38: Anhaltsangaben zur chemischen Zusammensetzung und zur erreichbaren Härte
der für das Nitrierhärten geeigneten Stahlgusssorten
schwingfestigkeit verbessert. Besser als
beim Einsatz- oder Nitrierhärten ist es
möglich, auf diese Weise Bauteile partiell
an den höchstbeanspruchten Stellen randschichtzuhärten.
Für das Randschichthärten sind grundsätzlich
alle vergütbaren Stahlgusssorten
nach DIN 17 205 brauchbar, deren Kohlenstoffgehalt
die gewünschte Härte und
deren Vergütungseigenschaften die er-
Bild 102: Flammhärten eines Stahlguss-Laufrades für einen Kran
forderlichen mechanisch-technologischen
Eigenschaften je nach Wanddicke im Kern
sicherstellen. Da mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt
die Zähigkeit des Kernwerkstoffes
abnimmt und gleichzeitig die
Härterissempfindlichkeit zunimmt, sollte
der Kohlenstoffgehalt nicht höher sein, als
es zum Erreichen der gewünschten Härte
erforderlich ist. Bewährte Stahlgusssorten
für das Flamm- und Induktionshärten sind
in Tabelle 39 aufgeführt.
Tabelle 39: Mindestwerte für die mechanischen Eigenschaften von Stahlgusssorten für das
Flamm- und Induktionshärten nach SEW 835
konstruieren + giessen 29 (2004) Nr. 1