Wärmebehandlung des Stahls - Europa-Lehrmittel

Wärmebehandlung des Stahls - 10. Auflage, Europa-Nr. 13039
Lösungen zur Aufgabensammlung / Prof. Dr.-Ing. V. Läpple
Lösung zu Aufgabe 8.4
Die Randschichthärtungstiefe SHD beträgt 3,30 mm und befindet sich damit innerhalb der Grenzen von 1,6 mm bis 3,6
mm. Die Forderung wird eingehalten.
Der SHD-Wert ist gültig, da SHD � 0,3 mm und in einem Abstand von 3 � SHD (= 9,90 mm) die Vickers-Härte mit etwa
250 HV1 um mehr als 100 HV1 unterhalb der Oberflächen-Mindesthärte (550 HV10) liegt.
Lösung zu Aufgabe 8.5
a) � Gute Zerspanbarkeit
� Gute Schweißbarkeit
� Gute plastische Verformbarkeit
b) 1. Bei kohlenstoffarmen Stählen wird die kritische Abkühlgeschwindigkeit im praktischen Härtebetrieb nicht mehr
erreicht bzw. kann nur noch mit sehr hohem Aufwand realisiert werden. Außerdem besteht bei sehr hohen Abkühlgeschwindigkeiten
die Gefahr der Bildung von Härterissen bzw. Maßänderungen und Verzug (siehe auch
Lehrbuch, Seite 115, Bild 6.27).
2. Aufgrund des geringen Kohlenstoffgehalts kann nur eine relativ niedrige Martensithärte erwartet werden (siehe
auch Lehrbuch, Seite 120, Bild 6.33).
c) Einsatzhärten:
1. Schritt: Aufkohlen (Zufuhr von Kohlenstoff in die Randschicht des Werkstücks) in Kohlenstoff abgebenden, festen,
flüssigen oder gasförmigen Medien. Die Aufkohlungstemperaturen betragen in Abhängigkeit vom
Kohlungsmittel 850 °C ... 1050 °C.
2. Schritt: Härten der Randschicht. Hierfür stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung (Direkthärten, Einfachhärten,
Doppelhärten und Härten nach isothermer Umwandlung (siehe auch Lehrbuch, Kapitel 8.3.5.3).
3. Schritt: Anlassen auf Temperaturen zwischen 150 °C ... 180 °C (unlegierte Stähle) bzw. 160 °C ... 200 °C (legierte
Stähle). Anlassdauer 1 h ... 4 h.
Lösung zu Aufgabe 8.6
a) Aus der Vickers-Härte lässt sich zunächst der mittlere Eindruckdurchmesser ermitteln:
F 0,
1891�
F
HV � 0,
1891�
� d �
2
d
HV
mit F = 9,807 N (da HV 1) erhält man die folgenden Längen der mittleren Eindruckdiagonalen (siehe zweite Zeile in
nachfolgender Tabelle).
Vickers-Härte in HV 1 980 950 800 500 420 378 335 326 320 318
Länge der mittleren Eindruckdiagonalen
d in mm
Soll 1)
Abstand vom Mittelpunkt des
Härteeindrucks zum Proben-
mm
rand Ist
mm
Soll 2)
Abstand der Mittelpunkte
zweier benachbarter Härte- mm
eindrücke Ist
mm
0,043 0,044 0,048 0,061 0,066 0,070 0,074 0,075 0,076 0,076
�0,109 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
0,150 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
---- �0,133 �0,144 �0,183 �0,199 �0,210 �0,223 �0,226 �0,228 �0,229
---- 0,150 0,200 0,200 0,200 0,200 0,300 0,500 0,500 0,500
1) 2)
Mindestwert: 2,5�d für Stahl Mindestwert: 3�d für Stahl
Die geforderten Mindestabstände werden nahezu eingehalten. Lediglich beim Härtewert von 378 HV1 wird der geforderte
Mindestabstand geringfügig unterschritten.
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