Wärmebehandlung des Stahls - Europa-Lehrmittel

Wärmebehandlung des Stahls - 10. Auflage, Europa-Nr. 13039
Lösungen zur Aufgabensammlung / Prof. Dr.-Ing. V. Läpple
d) Spannungsarmglühen von Stählen:
1. Erwärmung: 500 °C ... 650 °C (abhängig von der Stahlsorte bzw. vom Werkstoffzustand des Stahles)
2. Haltedauer: 1 h ... 2 h (abhängig von der Werkstückdicke)
3. Langsame Abkühlung
Besonders beachtet werden muss, dass die gewählte Glühtemperatur keine unerwünschten Gefügeveränderungen zur
Folge hat (z. B. Veränderung eines bereits über eine Wärmebehandlung eingestellten Vergütungsgefüges).
e) Die inneren Vorgänge beim Spannungsarmglühen können der Kristallerholung zugeordnet werden. Bei der Kristallerholung
findet im Wesentlichen eine Umordnung der Versetzungen (Polygonisation) unter Bildung einer Subkornstruktur
statt. Die Versetzungsdichte ändert sich kaum (keine ausgeprägte Versetzungsannihilation). Damit werden die mechanischen
Eigenschaften nur unwesentlich verändert. Auch treten keine nennenswerten Gefügeveränderungen auf. Lediglich
die Spannungsspitzen werden durch plastische Verformung reduziert.
f) Durch Spannungsarmglühen können Eigenspannungen nur bis zur jeweiligen Warmstreckgrenze vermindert werden.
Eine vollständige Beseitigung ist nicht möglich. Die Bezeichnung „Spannungsfreiglühen“ ist daher nicht korrekt (siehe
auch Lehrbuch, Seite 80, Bild 5.6).
Lösung zu Aufgabe 5.5
a) Mit zunehmendem Umformgrad nimmt die Anzahl der
Versetzungen (Versetzungsdichte) zu (� Frank-Read-
Mechanismus). In Folge behindern sich die Versetzungen
in ihrer Fortbewegung gegenseitig. Zur Aufrechterhaltung
der Versetzungsbewegung bedarf es einer zunehmend
höheren (Schub-)Spannung. Die Festigkeit
des Werkstoffs steigt, während sich die plastische Verformbarkeit
bzw. die Zähigkeit vermindert.
b) � Verminderung der plastischen Verformbarkeit sowie
der Zähigkeit.
� Anisotropie der Werkstoffeigenschaften.
c) � Halbzeuge mit eng bemessenen Toleranzen erhalten
ihre endgültigen Abmessungen in der Regel durch eine
Kaltverformung. Bei starker Umformung ist jedoch die
Fließfähigkeit des Werkstoffs häufig erschöpft, noch ehe die gewünschten Endabmessungen erreicht sind. Um eine
Rissbildung zu vermeiden, muss daher zwischen den einzelnen Verformungsschritten eine Rekristallisationsglühung
durchgeführt werden.
� Für Fertigteile die durch eine Kaltumformung, wie zum Beispiel Tiefziehen oder Massivumformung, hergestellt werden
und im Anschluss wieder eine ausreichende plastische Verformungsfähigkeit aufweisen müssen.
Lösung zu Aufgabe 5.6
a) Aus einem Rekristallisationsdiagramm kann für eine jeweils konstante Glühdauer bei gegebener Glühtemperatur und
gegebenem Umformgrad die zu erwartende Korngröße abgeschätzt werden.
b) Bei geringer Kaltverformung entstehen im Kristallgitter nur relativ wenige als Keime für eine nachfolgende Rekristallisation
wirkende, stark verformte Gitterbereiche. Da dementsprechend die Kornneubildung (Rekristallisation) nur an
diesen wenigen Keimen beginnt, wird das Gefüge nach abgeschlossener Kornneubildung grobkörnig.
Lösung zu Aufgabe 5.7
a) � Beseitigung einer Kaltverfestigung.
� Beseitigung von Grobkorn.
� Beseitigung von Widmannstätten’schem Gefüge (bei Stahlguss).
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