Maschinenbau (Subject) / Wärmebehandlungen (Lesson)

Härten, Anlassen, Glühen, Aufkohlen usw.

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• Pulveraufkohlen (Aufkohlen in festem Einsatzmittel) Werkstück wird in einem Kasten in ein Gemisch aus Koks-Holzkohle Granulat begraben und in einem Glühofen auf Glühtemperatur erwärmt. aus Granulat und Luft bilden sich Gase die in die Randschicht des Werkstücks eindringen diese aufgekohlte Schicht beträgt bis zu 1mm
• Laserhärten (gehört zum Randschichthärten) kleine Bereiche eines Bauteils werden durch einen Laserstrahl auf Härtetemperatur erwärmt und anschließend sofort abgeschreckt Es werden z.B. Bereiche einer Welle wie Nocken oder Lagerzapfen Laserstrahlgehärtet
• Diffusionsglühen man gleicht Konzentrationsunterschiede (Seigerungen) im Gussstück aus Ist ein langzeitiges Glühen bei tTemperaturen von 1050°C - 1250°C Um das hierbei entstehende grobe Korn zu beseitigen sollte anschließend Normalgeglüht werden
• Nitrierhärten Vorteile Nachteile Vorteile: Es muss nach dem Nitrieren nicht mehr erwärmt werden (da die Härte direkt beim Nitrieren entsteht) Nitriergehärtete Bauteile sind verzugsfrei (da sie nur auf etwa 500°C erwärmt werden) Anlassbeständig (Die Härte bleibt bei Erwärmung bis 500°C erhalten)  äußerst harte, Verschleißfeste und gleitfähige Randschicht Nachteil: geringe Verklammerung der Nitrierhärteschicht mit dem Grundwerkstoff, die bei hohen Flächenpressungen zum Abplatzen der Härteschicht führen kann
• Einfachhärten nach dem Aufkohlen wird das Bauteil auf Raumtemperatur herabgekühlt und zum Härten nochmal erwärmt
• Härten nach isothermischer Umwandlung nach dem Aufkohlen kommt das Bauteil in ein Salzbad und wird auf Temperaturen von 500°C - 550°C abgekühlt und dort gehalten Anschließend wird das Bauteil nochmal gehärtet
• Nitrierhärten (Randschicht härten) Durch Glühen in stickstoffabgebenden Salzbädern bei Temperaturen von 560°C - 580°C oder durch in Ammoniak durchströmten Nitrieröfen bei Temperaturen von 500°C - 520°C wird die Randschicht des Bauteils mit Stickstoff angereichert Dies hat die Folge, dass eine sehr harte und verschleißfeste Randzone entsteht Die Nitrierhärteschicht ist die härteste dei Stählen erreichbare Härte (1200HV)
• Direkthärten nach dem Aufkohlen wird auf Härtetemperatur herabgekühlt
• Grobkornglühen die Zerspanbarkeit von weichen Stählen wird verbessert, meist von den Stählen die zum Schmieren neigen Hier entsteht eine Kornvergrößerung Bei Temperaturen von ca. 150°C wird das Bauteil erwärmt und mehrere Stunden lang gehalten und abgekühlt
• Aufkohlen in flüssigem Einsatzmitten Werkstücke werden in kohlenstoffabgebende Salze (hochgiftige Cyansalze) getaucht und dort gehalten
• Gasaufkohlen Werkstücke werden in einen Gasdichten Ofen gelegt der dann von kohlenstoffabgebenden Gas durchströmt wird Es gibt verschiedene Gasgemische die man verwenden kann, deren wesentliche Bestandteile sind Kohlenstoffmonoxid (Co) und Wasserstoff (H2)
• Wärmebehandlung der Einsatzstähle Werkstück wird Normalgeglüht und dann Aufgekohlt Das Aufkohlen erhöht den Kohlenstoffanteil in der Randschicht auf 0,6% - 0,8% um die Härterisse zu vermeiden muss man das Bauteil abschrecken und anlassen
• Einsatzhärten (Aufkohlen) die Randschicht eines Kohlenstoffarmen Stahls wird mit Kohlenstoff angereichert (aufgekohlt) und anschließend gehärtet dadurch erhält man ein Werkstück mit gehärteter Kohlenstoffreicher Randschicht und einem ungehärteten zähen Werkstückkern Es werden Stähle mit 0,1% - 0,2% Kohlenstoffgehalt verwendet  
• Randschichthärten eine dünne Außenschicht des Werkstücks aus härtbarem Stahl wird durch starke Wärmezufuhr rasch erwärmt und durch sofortiges Abschrecken gehärtet
• Tauchhärten (gehört zum Randschichthärten) Werkstück wird bei Temperaturen zwischen 1000°C - 1200°C in ein Salz- oder ein Metallbad getaucht, Tauchzeit beträgt wenige Sekunden bis Minuten dann wird abgeschreckt
• Flammhärten (gehört zum Randschichthärten) Randschicht des Werkstücks wird durch starke Brennerflammen rasch auf Härtetemperatur gebracht und sofort mit einer Wasserbrause abgeschreckt
• Induktionshärten (gehört zum Randschichthärten) Werkstück wird durch eine Induktionsspule in der hochfrequenter Wechselstrom fließt erwärmt (durch Wirbelströme) nach dem erwärmen fährt eine Wasserbrause über das Werkstück die es abschreckt
• Elektrodenstahlhärten (gehört zum Randschichthärten) kleine Bereiche eines Bauteils werden durch einen Elektrodenstrahl auf Härtetemperatur erwärmt und anschließend sofort abgeschreckt Es werden z.B. Bereiche einer Welle wie Nocken oder Lagerzapfen Elektrodenstrahlgehärtet  
• Welche Gefügebestandteile enthält Gusseisen? Ferrit Perlit Grafit in Lamellenform
• Was kann man aus dem Eisen-Kohlenstoff-Zustandsdiagramm ablesen? Man kann die Gefügeart ablesen, die in einem Eisenwerkstoff mit einem bestimmten Kohlenstoffgehalt bei einer bestimmten Temperatur vorliegt
• Welche Gefügearten kommen in ungehärteten Stählen vor? Ferrit Perlit Zementit sowie eine Mischung aus den oben genannten
• Was stellen die Linien im Fe-C-Schaubild dar? Die Linien begrenzen die Gefügebereiche
• Was bezeichnet man bei Stahl als eutektoide Zusammensetzung? Ist ein Kohlenstoffgehalt im Stahl, der zu rein perlitischem Gefüge führt Dies entspricht einem Kohlenstoffgehalt von 0,8%
• Welche Abschreckmittel werden eingesetzt? Wasser Öle Wasser-Öl-Emulsionen Wasser-Polymer-Emulsionen Warmbad-Abschreckbäder
• Wodurch unterscheidet sich das Härten vom Glühen? Durch die höhe der Temperatur und die Art der abkühlung Beim Glühen wird langsam abgekühlt und beim Härten abgeschreckt
• Was versteht man unter Einhärtetiefe? Die Dicke der gehärteten Werkstückrandschicht
• Wie erreicht man rissfreies Härten? Durch ein mildes abschreckmittel Durch kurzes abschrecken in wasser und anschließendem abkühlen im ölbad (= gebrochenes härten) Durch abschrecken in einem warmen Salzbad und anschließendes abkühlen an der luft (Stufenhärten, Warmbadhärten)
• Vergüten Ist eine Wärmebehandlung bestehend aus Härten und anschließendem anlassen auf Temperaturen zwischen 500°C und 700°C man erhält Bauteile mit hoher Festigkeit und großer Zähigkeit Hier verwendet man unlegierte Vergütungsstähle(enthalten 0,2%-0,6% Kohlenstoff) und legierte Vergütungsstähle (enthalten zusätzlich geringe Anteile an Chrom, Molybdän, Nickel oder Mangan)
• Spannungsarmglühen Die Werkstücke werden bei Temperaturen von 550°C - 650°C 1 - 2 Stunden geglüht Eigenspannungen sollen weitestgehend durch plastisches fließen des werkstoffes verringert oder zumindest vermiden werden
• Rekristallisationsglühen Zwischenglühen Hier wird mehrere Stunden bei Temperaturen von 550°C bis 650°C geglüht Wenn ein durch Kaltverformung verzerrtes Gefüge wieder in einen unverzerrten Gefügezustand zurückgeführt werden soll
• Normalglühen besteht aus erwärmen halten und abkühlen hier wird eine gleichmäßige und fein körnige struktur des stahls geschaffen

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