Wärmebehandlung von Stahl - Stirnabschreckversuch nach DIN EN ...

Praktikum Wärmebehandlung von Stahl
Abbildung 5: Apparatur zum definierten Abschrecken der Werkstücke.
Zur Verfügung stehen zylinderförmige Proben eines unlegierten (C45) und eines legierten
(X100CrMoV 5-1) Stahls. Die Proben werden in einem Kammerofen auf 950°C erwärmt und
für je 30 min austenitisiert. In der Zwischenzeit soll die Versuchsapparatur (Abbildung 5) so
eingestellt werden, dass ohne Abschirmblech der aus der Düse mit Durchmesser 12 mm
austretende Wasserstrahl eine freie Steighöhe von 55-75 mm hat.
Die Probe muss innerhalb von 5 s aus dem Ofen entnommen, in die Abschreckvorrichtung
gehängt und danach an der unteren Stirnseite für 10 min mit Wasser von etwa 20°C bespritzt
werden.
Die Probe kühlt sich dabei ausgehend von der abgeschreckten Stirnfläche ab. Über die
Probenlänge betrachtet, ergeben sich somit lokal unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten,
die in verschiedenen Gefügen und Härten resultieren. Nach Erkalten werden an zwei
gegenüberliegenden Mantellinien des Zylinders etwa 8 mm breite Fasen angeschliffen, längs
derer dann die Härte als Funktion vom Abstand von der Stirnfläche (Härteverlaufskurve)
gemessen wird. Die Härtemessungen erfolgen dabei jeweils in den folgenden Abständen von
der abgeschreckten Stirnfläche: 1,5-3-5-7-9-11-13-15-20-25-30-40-60-80 mm. Stirnseitig sind
zur Charakterisierung der Aufhärtbarkeit vier Härtewerte zu bestimmen.
Schliffe mit unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten werden am Mikroskop untersucht
und das Gefüge genau betrachtet.
Desweiteren werden kleine Kerbschlagproben aus zwei unterschiedlichen Stahlsorten (C45
und V2A) untersucht. Zum einen wird ein Kerbschlagbiegeversuch mit jeweils einer
unbehandelten Probe durchgeführt, zum anderen werden zwei Proben gemessen, die analog
zu den Stirnabschreckproben im Ofen waren und anschließend in Wasser abgeschreckt
wurden.
4. Auswertung
Die gemessenen Härtewerte sollen über die Probenlänge aufgetragen werden. Dadurch kann
ein Vergleich der Auf-/Einhärtbarkeit der Stähle ebenso durchgeführt werden wie eine
Diskussion der entstanden Gefüge.
Anhand der Lichtmikroskopbilder sind die jeweiligen Gefüge, die sich bei unterschiedlichen
Abkühlgeschwindigkeiten ergeben, zu diskutieren.
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