Werkstofftechnik Maschinenbau

6.4 Wärmebehandlung der Stähle 243
Kontinuierliche ZTA-Diagramme untereutektoider Stähle
Die kontinuierlichen ZTA-Diagramme geben Aufschluss über den Ablauf des Austenitisierens bei schneller
Er wärmung und unmittelbar anschließender Abkühlung (z. B. Erwärmung mittels Brenngas-Sauerstoff-
Flamme, induktives Erwärmen, Erwärmung mittels Laser- oder Elektronenstrahl, Schweißen usw.) und
stellen damit die Grundlage für die Ermittlung der optimalen Austenitisierungstemperatur, Abschreckhärte
und Austenitkorngröße unter diesen Bedingungen dar. Man unterscheidet aufgrund der unterschiedlichen
Tem peraturbereiche für das Austenitisieren ZTA-Diagramme für unter- und übereutektoide Stähle. Analog
den kontinuierlichen ZTU-Diagrammen werden die konti nuier lichen ZTA-Dia gramme stets längs den
(steil verlaufen den) Linien kon stanter Erwärmungs ge schwindigkeit gele sen.
Die Austenitbildung der untereu tektoi den Stähle (Bild 1) beginnt nach Überschreiten der Ac 1b-Um wand -
lungstemperatur. Nach ei ner Inkubationszeit entstehen Austenit keime an der Grenzfläche zwischen Ferrit
und Carbid (Bild 1, Teilbild 1) . Der Austenit keim enthält dabei mehr Kohlenstoff als das ursprüng liche Ferritgitter,
da im a-Ei sen be kanntlich
weniger als 0,00001 % Kohlen stoff
löslich ist. Das Wachsen der Austenit
keime in die umge bende ferriti
sche Matrix, die weitere a-g-Um -
wandlung also, erfordert, dass die
notwendige Koh lenstoff menge
durch Diffusion an die Wachstumsfront
des Aus tenit keims ge -
bracht wird (Bild 1, Teilbild 2). Die
Austenitbildung beginnt da her zu -
nächst dort, wo Ferrit und Carbide
dicht beieinander liegen, die Dif -
fusi ons wege also kurz sind. Bei einer
Erwärmung findet deshalb zu -
erst die Umwandlung des Perlits
statt. Da die Austenit keimbildung
an vielen Stellen gleich zeitig beginnt,
entsteht ein fein körni ges,
austeniti sches Gefüge.
Mit Erreichen von Ac 1e ist (definiti -
onsgemäß) die Carbidauflösung
abgeschlossen bzw. sind Carbide
metallo graphisch nicht mehr
nach weisbar und das Gefüge besteht
nur noch aus Ferrit und Austenit.
Da die Carbi dauflösung etwa
die 100fache Zeit verglichen mit
der Ferritum wandlung benötigt
und zu dem viele legierte Stähle
Carbid bildende Legierungselemente
wie Mn, Cr usw. (z. B. 34Cr-
Mo4, 15CrNi6) enthalten, weisen
die Gefüge einer Reihe von
Stählen auch oberhalb von Ac 1e
noch Car bide im Gefüge auf. Erst
oberhalb von Ac 3 sind die Carbide
dann me tallographisch nicht mehr
nach weisbar. In der Literatur sind
dann zwei ver schiedene Dar stel -
lungsar ten üblich. Entweder wird
die Linie Ac 1e nicht mehr einge-
Bild 1: Kontinuierliches ZTA-Diagramm mit Veränderungen im Gefüge
während der Erwärmung (Stahl 34CrMo4)