Wärmebehandlung von Stahl

Wärmebehandlung, ein Begriff aus der Werkstofftechnik, beinhaltet ein zeitlich begrenztes Erwärmen von metallischen Werkstücken, insbesondere von Stählen auf bestimmte Temperaturen, unter Beachtung der Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeiten zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften.

Durch Wärmebehandlung erhalten die Bauteile die Eigenschaften wie z.B. Härte, Zähigkeit und Zugfestigkeit, die für ihren späteren Einsatz erforderlich sind. Bei den Wärmebehandlungsprozessen sind die Einflussfaktoren Zeit (Erwärmungs- und Haltezeit), Temperatur, Atmosphäre und Abschreckung bzw. Abkühlung von entscheidender Bedeutung.

Erwärmungszeit

Die Erwärmungszeit muss so bemessen sein, dass der Temperaturanstieg sehr gleichmäßig im gesamten Bauteil erfolgen kann, um so den Verzug möglichst gering zu halten. Die Haltezeit ist in einem festgelegten Temperaturbereich so zu wählen, dass sich die gewünschten Gefügeänderungen einstellen, oder, dass die Elemente Kohlenstoff beim Einsatzhärten bzw. Stickstoff beim Nitrieren eindiffundieren können.

Temperatur

Die Auswahl der Temperatur hängt vom Werkstoff und vom gewünschten Wärmebehandlungsergebnis ab. Die magische Grenze z.B. für Stähle mit 0,8% Kohlenstoff liegt bei 723°C. Oberhalb dieser Temperatur entsteht eine Gefügestruktur, die man durch geeignetes Abkühlen in ihren Eigenschaften gezielt verändern kann. Unterhalb dieser Temperatur wird angelassen oder entspannt, um Sprödigkeit, die beim Härten entsteht, zu verhindern. Je nach Temperatur und Material können dadurch verschiedene Zähigkeitsstufen erreicht werden.

Atmosphären

Durch die Auswahl von geeigneten Atmosphären können im Rahmen der Wärmebehandlung Verfärbungen und Verzunderungen an den Bauteiloberflächen vermieden werden. Dies geschieht, indem man den dafür verantwortlichen Sauerstoff mit anderen, neutralen "Schutzgasen" eliminiert oder ein Vakuum erzeugt.

Abschreckung bzw. Abkühlung

Durch die Abschreckung bzw. Abkühlung wird eine Veränderung der Gefügestruktur erreicht, um so ein neues hartes Gefüge mit dem Namen "Martensit" zu erzeugen.

Verfahren

In der Wärmebehandlung unterscheidet man grundsätzlich zwischen Verfahren die eine durchgreifende Gefügeumwandlung bewirken und Verfahren die lediglich eine Umwandlung an der Oberfläche eines Werkstückes verursachen. Zu den erstgenannten Verfahren gehören das Glühen und das Härten, d.h. die thermischen Verfahren.

Wärmebehandlungsverfahren, die eine Umwandlung an der Oberfläche zum Ziel haben, zählen zu den Diffusions- und Beschichtungsverfahren bzw. zu den thermochemischen Verfahren. Die unten stehende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Wärmbehandlungsverfahren.

Um die gewünschten Eigenschaften der Werkstücke erreichen zu können, müssen

  • die richtige Erwärmungs- und Haltezeit
  • die richtige Wärmebehandlungstemperatur
  • die richtige Atmosphäre und
  • die richtige Abkühlung

ausgewählt werden. Hier ist das Wissen und die Erfahrung des Wärmebehandlers gefragt. Er ist bei der Vielzahl der Stähle und Wärmebehandlungsmöglichkeiten in der Lage, die richtige Kombination der oben genannten Einflussfaktoren auszuwählen. Spezialisten auf dem Gebiet der Wärmebehandlung ist die HWH Härterei und Werkstofftechnik GmbH & Co. KG. Sie verfügen über das erforderliche Fachwissen, die Kompetenz und die Erfahrung. Ausführliche Informationen zu den speziellen Wärmebehandlungsverfahren können hier im Internet abgerufen werden.

Überblick über die wichtigsten Wärmbehandlungsverfahren

Adresse

HWH Härterei und Werkstofftechnik
GmbH & Co. KG

Salinger Feld 16b
58454 Witten

Telefon: +49 2302 984 80-0
Telefax: +49 2302 984 80-50

info(at)hwh-haertetechnik.de

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