Wärmebehandlung von Stahl - Stirnabschreckversuch nach DIN EN ...

Praktikum Wärmebehandlung von Stahl
Nach Hauptgüteklassen werden Stähle in drei Gruppen unterteilt:
• Grundstähle, deren Eigenschaften nicht das Ergebnis einer Wärmebehandlung sind.
• Qualitätsstähle, an die besondere Anforderungen gestellt werden können.
• Edelstähle, deren besondere Eigenschaften durch eine Wärmebehandlung
sichergestellt werden können.
Die im Praktikum verwendeten Stähle lassen sich wie folgt charakterisieren:
Der Stahl C45 ist ein unlegierter Qualitätsstahl und gehört zu den Vergütungsstählen;
X100CrMoV5-1 ist ein hochlegierter Kaltarbeitsstahl. Darüber hinaus wird jedem Stahl neben
der Bezeichnung (z.B. 42CrMo4) noch eine Werkstoffnummer verliehen. Eine Übersicht über
diese Materialien gibt Tabelle 1.
Tabelle 1: Einteilung der im Rahmen des Praktikumsversuchs verwendeten Stähle
Bezeichnung Werkstoffnummer Gruppe Einsatzgebiet
C45 1.1730 unlegierter
Qualitätsstahl
Vergütungsstahl
X5CrNi 18-10 1.4301 hochlegierter Stahl nichtrostender Stahl
X100CrMoV5-1 1.2363 hochlegierter Stahl Kaltarbeitsstahl
Das Härten von Stahl im klassischen Sinne ist eine Wärmebehandlung. Es basiert auf einer
Änderung der Phasenzusammensetzung des Gefüges. Dies lässt sich anhand des
Gleichgewichtsdiagramms für das binäre System Fe-C (siehe Abbildung 1) nachvollziehen:
Ein umwandlungsfähiger Stahl wird zunächst durch Erhitzen auf Temperaturen oberhalb von
G-S-E austenitisiert. Nach einer gewissen Glühdauer im einphasigen γ-Gebiet wird der Stahl
abgeschreckt. Meist kommen Wasser, Öl oder Luft dabei zum Einsatz. Durch die erhöhte
Abkühlgeschwindigkeit ergeben sich deutliche Abweichungen vom Gleichgewichtszustand,
je schneller abgeschreckt wird, desto größer die Abweichung.
Um das Umwandlungsverhalten der Stähle im Ungleichgewichtsfall -dem Abschrecken- zu
beschreiben, ist das Gleichgewichtsdiagramm Fe-C allerdings nicht geeignet. Hierzu werden
ZTA- und ZTU- Diagramme verwendet.
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