Wärmebehandlung des Stahls - Europa-Lehrmittel

Wärmebehandlung des Stahls - 10. Auflage, Europa-Nr. 13039
Lösungen zur Aufgabensammlung / Prof. Dr.-Ing. V. Läpple
� Härtemessung an einem Ferritkorn in einem Baustahl (S275JR): Vickers-Verfahren (Mikrohärteprüfung).
Begründung: Aufgrund der sehr niedrigen Prüfkräfte der Vickers-Mikrohärteprüfung sowie des mikroskopisch kleinen
Eindringkörpers, kann auch eine Härteprüfung an sehr kleinen Strukturen, wie zum Beispiel einzelnen
Gefügebestandteilen, ohne deren Zerstörung, durchgeführt werden.
Lösung zu Aufgabe 6.16
1500
� 1500 � � 1500 �
Es gilt: HRC � 116 � und somit: HV
� � � � � � � 567
HV
�116
- HRC � �116
- 53 �
Alternativ kann die Umwertung auch mit Hilfe von Tabelle A.1 (für Stähle und Stahlguss) in DIN EN ISO 18265 erfolgen.
Aus Tabelle A.1 entnimmt man für eine Rockwell-C-Härte von 53 eine Vickers-Härte von 560 HV10. Dieser Wert entspricht
etwa dem Ergebnis der Berechnung gemäß der obigen empirischen Formel.
Normgerechte Angabe des Ergebnisses: Umwertung ISO 18265 - 560 HV – A.1-HRC
Lösung zu Aufgabe 6.17
a) Zwischen der Zugfestigkeit Rm und der Vickers-Härte existiert für Stähle die folgende empirische Umwertebeziehung:
Rm (in MPa) = 3,5 � HV = 3,5 � 280 = 980 MPa
Alternativ kann die Umwertung auch mit Hilfe von Tabelle A.1 in DIN EN ISO 18265 erfolgen. Aus Tabelle A.1 (für
Stähle und Stahlguss) entnimmt man für eine Vickers-Härte von 280 HV10 eine Zugfestigkeit von 900 MPa. Dieser
Wert entspricht etwa dem Ergebnis der Berechnung gemäß der obigen empirischen Formel.
b) Eine Härtemessung kann, obwohl das Werkstück nur geringfügig beschädigt wird und einfach durchführbar ist, den
Zugversuch nicht ersetzen, da:
� die Härtewerte nur den oberflächennahen Zustand erfassen. Beim Zugversuch wird, bedingt durch den Bruch der
Probe, die gesamte Querschnittsfläche erfasst,
� die Umwertung mit sehr hohen Streuungen behaftet ist und daher allenfalls eine grobe Schätzung darstellt.
Lösung zu Aufgabe 6.18
Beim Stirnabschreckversuch nach Jominy (DIN EN ISO 642) wird eine normalgeglühte
und anschließend allseits bearbeitete Probe (Durchmesser 25
mm, Länge 100 mm) auf die vereinbarte Härtetemperatur im Ofen erwärmt
(austenitisiert). Die Haltedauer auf Härtetemperatur beträgt 30 bis 35 Minuten.
Eine Randentkohlung muss hierbei vermieden werden.
Anschließend wird die Probe dem Ofen entnommen und in einer genormten
Abschreckvorrichtung (siehe Abbildung, Skizze de Abbildung wird nicht verlangt)
mindestens 10 Minuten lang mit einem definierten Wasserstrahl (freie
Steighöhe: 65 � 10 mm; Wassertemperatur 20 °C � 5 °C abgeschreckt. Die
Zeitspanne zwischen Entnahme der Probe aus dem Ofen und Beginn der
Abschreckung darf 5 s nicht überschreiten.
Nach Abkühlen der Probe auf Raumtemperatur werden zwei gegenüberliegende
Flächen auf eine Tiefe von 0,4 mm bis 0,5 mm nass angeschliffen. In
festgelegten Abständen von der abgeschreckten Stirnfläche (1,5 mm; 3 mm;
usw.) wird die Rockwell-C-Härte (DIN EN ISO 6507) ermittelt und in einem
Diagramm aufgetragen. Als Ergebnis des Stirnabschreckversuchs erhält
man eine Härteverlaufs- bzw. Stirnabschreck-Härtekurve. Diese Kurve wird
mit vorgegebenen Streubändern für die Härtbarkeit verglichen, die man beispielsweise
in Normen oder Werkstoffdatenblätter findet.
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