Einfluss der Austenitisierungstemperatur

Untersuchung verschiedenerWärmebehandlungsparameter eines C60• Autoren:• Klasse:• Fachlehrer:• Fächer:Marcel Esper, Christian KunzHME09a (2. Ausbildungsjahr)Herr Dr. Alkan, Frau SchwabeWerkstofftechnik, Werkstoffprüfung & Analyse,Metallographie

Inhaltsverzeichnis1. Aufgabenstellung2. Die geplanten Wärmebehandlungen3. Erwartungen an die Ergebnisse4. Versuchsdurchführung5. Auswertung und Diskussion der Ergebnisse6. Zusammenfassung7. Danksagung

CAMINO POR RECORRER EN FRAGILIDADDatos de los síntomasI. Criterios universalmenteaceptados para definirlo ydescribirloDatos del diagnósticoIII. Sistema de clasificacióny criterios diagnósticospara el diagn. diferencialII.Estudios epidemiologicosde prevalencia, pronóstico yfactores de riesgoIV. Estudios epidemiolog.de prevalencia, factoresde riesgo y pronóstico dediagnóstico.V. Identificación de diagnósticos críticosque requieren evaluación y tratamiento prioritarioVI. Para cada grupo diagnóstico:• Caracteristicas de metodos y pruebas diagnósticas• Efectividad del tratamiento

Variation der Abkühlgeschwindigkeit gemäß ZTU• Ofenabkühlung:- ferritisch-perlitisches Gefüge nahedem Gleichgewichtszustand- Härtewert: ca. 185 HV• Luftabkühlung:- Korngrenzenferrit undfeinlamellarer Perlit- Härtewert: ca. 230-280 HV• Watteabkühlung (Al 2O 3):- Gefüge ähnlich der Luftabkühlung- Härtewert zwischen Ofen- undLuftabkühlung

Variation der Anlasstemperatur gemäß Anlass- und Vergütungsschaubilder• Anlasstemperatur 200°C:- martensitische Gefügestruktur immer noch guterkennbar- Martensit mit geringen Mengen an Fe 3C-Ausscheidungen- niedrigere Härtewerte als bei Wasserabkühlung• Anlasstemperatur 400°C:- Auflösung der Martensitstruktur, Zunahme derFe 3C-Ausscheidungen- niedrigere Härtewerte als bei Anlasstemperatur200°C• Anlasstemperatur 600°C- ausgeprägtes Vergütungsgefüge- niedrigere Härtewerte als bei Anlasstemperatur400°C

1. Probenabmessungen−1. TrennenZylinder: L=40 mm, D=30 mm4. Versuchsdurchführung2. Durchführung der Abkühlversuche am Max-Planck-Institut fürEisenforschung; Durchführung der Austenitisierungs- undAnlassversuche am TBK-Solingen3. Einbetten− Jede Probe als Quer- und Längsschliff1. Schleifen−1. Polieren−−−Körnung: 120er, 320er, 500er, 800er, 1200er und 2400er (SiC)Harte Werkstoffzustände: 6, 3 und 1 µm (Dac)Weichere Werkstoffzustände: 6, 3 und 1 µm (Mol)Chemisch-mechanisch mit OPS1. Mikroätzen mit 3% Nital2. Analyse der Gefügestruktur am Lichtmikroskop und Dokumentation3. Härteprüfung nach Vickers (Kleinlast HV 0,5)10

Ausgangszustand:5. Auswertung und Diskussion der Ergebnisse:Korngrenzenferrit +feinstreifiger Perlit• Randentkohlung DD=0,37mm• Alle Proben waren davon betroffenHärtewerte HV 0,5:Rand: 247 HV 0,5Übergang: 265 HV 0,5Kern 277 HV 0,5Deswegen wird nurdie Kernhärteuntersucht.

Einfluss der AustenitisierungstemperaturKorngrenzenferrit +feinstreifiger Perlit(750°C austenitisiert)Härte HV 0,5Korngrenzenferrit + feinstreifiger Perlit(850°C austenitisiert)Widmannstättensches Gefüge + sehrfeinstreifiger Perlit + wenig Bainit(1050°C austenitisiert)Fazit: Die Austenitisierungstemperatur beeinflusst die Gefügeumwandlung, die Homogenität sowie die Korngröße. Der Einfluss der Austenitisierungstemperatur auf die Gefüge- und Werkstoffeigenschaften ist somit groß.

Einfluss der AbkühlgeschwindigkeitKorngrenzenferrit +z.T. feinstreifigerPerlit (Ofenabkühlung)Korngrenzenferrit + feinstreifiger Perlit(Abkühlung mit Watte)Korngrenzenferrit + feinstreifiger Perlit(Luftabkühlung)Härte HV 0,5Fazit 1: Je höher die Abkühlgeschwindigkeit desto stärker ist die Perlitbildung und Feinheit der Lamellen, aufgrund zunehmendeingeschränkten C-Diffusion.

Einfluss der AbkühlgeschwindigkeitKorngrenzenferrit + feinstreifigerPerlit (Stickstoffabkühlung)Härte HV 0,5Korngrenzenferrit + sehr feinstreifigerPerlit + Bainit im Korninneren(Ölabkühlung)unterkühlter Perlit (Troostit) anKorngrenzen + wenig Bainit + Martensit(Wasserabkühlung)Fazit 2: Nach Überschreitung der sog. unteren krit. Abkühlgeschwindigkeit wird die Perlitbildung unterdrückt und Bainit undMartensit kann entstehen. Nach Überschreitung der sog. oberen krit. Abkühlgeschwindigkeit besteht das Gefüge vollständig aus Martensit. Je höher die Abkühlgeschwindigkeit desto höher die Festigkeit und desto niedriger die Verformbarkeit.

Einfluss der AnlasstemperaturMartensit + Korngrenzenferrit +unterkühlter Perlit (Troostit)+ z.T.Bainit (200°C angelassen)Härte HV 0,5Vergütungsgefüge: Martensitstrukturnoch sichtbar, geringer Anzahl an feinenFe 3C-Ausscheidungen (400° angelassen)Karbide eingebettet in eine Ferritmatrix,Martensitstruktur nahezu aufgelöst(600°C angelassen)Fazit: Je höher die Anlasstemperatur, umso besser ist die C-Diffusion, womit die Karbidausscheidung begünstigt wird. Dadurch nimmt die Härte/Festigkeit zunehmend ab und die Zähigkeit steigt durch die zunehmende Entspannung desMartensit.

6. Zusammenfassung• Ziel der Untersuchung war es den Einfluss unterschiedlicherWärmebehandlungsparameter auf die Gefügeausbildung und Härte zuanalysieren.• Dazu wurden mehrere Proben bei verschiedenen Parametern wärmebehandeltund hinsichtlich der Zielsetzung untersucht.• Es hat sich gezeigt, dass:1. die Austenitisierungstemperatur die Homogenität des Austenits und damit auch dieGefügeumwandlung und die Korngröße beeinflusst.2. eine zunehmende Abkühlgeschwindigkeit zur Ausbildung von verschiedenenUnterkühlungsgefügen führt (feinststreifiger Perlit, Bainit, Martensit).3. mit zunehmender Anlasstemperatur die C-Diffusion verbessert und die Fe 3C-Ausscheidungbegünstigt wird.• Desweiteren war die Randentkohlung problematisch, weshalb empfohlen wirddie Untersuchungen mit fehlerfrei normalgeglühten Proben zu wiederhohlen.

7. DanksagungWir danken Frau Heidi Bögershausen von dermetallographischen Abteilung und Herrn HerbertFaul von der Abteilung für Werkstoffprüfung desMax-Planck-Instituts für Eisenforschung für ihreZusammenarbeit und der Unterstützung bei diesenUntersuchungen.

Danke für Ihre AufmerksamkeitFalls Sie weitere Fragen zum Thema haben,können Sie sich vertrauensvoll an unserezukünftigen Metallographen wenden.18