Wärmebehandlung von Stahl - Stirnabschreckversuch nach DIN EN ...

Praktikum Wärmebehandlung von Stahl
Die bei der martensitischen Härtung von Stählen erreichbaren Härte- und Festigkeitswerte
sind demnach von der Stahlzusammensetzung, der Werkstückgeometrie, der
Austenitisierungsdauer und -temperatur sowie der Abkühlgeschwindigkeit abhängig.
Vergüten von Stählen
Folgt auf das Härten noch der Schritt des Anlassens, so spricht man von Vergüten. Anlassen
meint hierbei die erneute Erwärmung, jedoch nur so hoch, dass sich das Gefüge nicht wieder
umwandelt. Beim Anlassen werden zwei Ziele verfolgt: Abbau der durch das Härten
verursachten Eigenspannungen und Einstellung der optimalen Gebrauchseigenschaften eines
Bauteils. Durch Anlassen wird der Stahl in einem gewissen Maße entfestigt. Die Duktilität
des Stahls verbessert sich dabei deutlich und der Stahl erhält eine gute Kombination zwischen
Festigkeit und Duktilität. Beim Anlassen eines martensitischen Härtungsgefüges lassen sich
drei Stufen unterscheiden, ohne dass hierfür allgemeingültige klare Temperaturgrenzen
angegeben werden können. In der ersten, bis etwa 250°C reichenden Anlassstufe findet
bereits eine Ausscheidung feindisperser Karbide aus dem Martensit statt. Es handelt sich
dabei um das hexagonale ε-Karbid Fe2C. Diese Verringerung des zwangsgelösten
Kohlenstoffs führt bereits zu einer Herabsetzung der tetragonalen Gitterverzerrung des
Martensits. Die zweite Anlassstufe erstreckt sich ungefähr über den Temperaturbereich
zwischen 250°C und 350°C. In ihr tritt zunehmend das Eisenkarbid Fe3C (Zementit) auf und
der Restaustenit zerfällt in die Karbidphase und kubischen Martensit. In der dritten
Anlassstufe zwischen 350°C und 450°C erfolgt die Ausscheidung des restlichen Kohlenstoffs
aus dem Martensit. Die ε-Karbide gehen dabei in Zementit über.
Einige legierte Stähle sind in der Lage, beim Anlassen sogenannte Sonderkarbide der
Zusammensetzung (Fe,Cr)7C3 zu bilden. Diese Sonderkarbide scheiden sich erst bei relativ
hohen Anlasstemperaturen (ca. 500-600°C) aus und sind daher bei einer erneuten Erwärmung
bis in diesen Temperaturbereich stabil. Sie bewirken einen Härteanstieg durch
Ausscheidungshärtung (→ Sekundärhärtemaximum). Dieser Effekt wird bei verschiedenen
Kalt- und Warmarbeitsstählen, jedoch insbesondere bei den Schnellarbeitsstählen ausgenutzt,
um die Standzeit der Werkzeuge zu erhöhen.
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