Stoffeigenschaftsändern

Glühverfahren

Härten

Vergüten

Härten der Randschicht

Definiton

Stoffeigenschaften ändern ist Fertigen durch Verändern der Eigenschaften eines Werkstoffes aus dem ein Werkstück besteht.

Dies geschieht im Allgemeinen durch Veränderungen im submikroskopischen bzw. im atomaren Bereich, z.B. durch Diffusion von Atomen, Erzeugung und Bewegung von Versetzungen im Atomgitter und durch chemische Reaktionen.

Unvermeidbar auftretende Formänderungen (z.B. Härteverzug) gehören zum Wesen dieser Verfahren (DIN 8580).

Wärmebehandlung

Nach DIN 17014 T1 ist die Wärmebehandlung eine Folge von Wärmebehandlungsschritten, in deren Verlauf ein Werkstück ganz oder teilweise Zeit-Temperatur-Folgen unterworfen wird, um eine Änderung seines Gefüges und bzw. oder seiner Eigenschaften herbeizufügen. Gegebenenfalls kann während der Behandlung die chemische Zusammensetzung des Werkstoffes geändert werden. Besonders die Härte, die Festigkeit und die Bearbeitbarkeit lassen sich verbessern. Ursache der Verbesserung der Eigenschaften sind Veränderungen des Werkstoffgefüges.

Weshalb sollen Eigenschaften geändert werden?

Leichtbau
Der Werkstoff soll gut ausgenutzt werden, d.h. Querschnitte sind zu minimieren.
Das Vergüten erlaubt, die Bauteile mechanisch wesentlich höher zu belasten.

Verschleißminderung
Reibende, gleitende Teile müssen an der Oberfläche abriebfest sein.
Nitrieren, Carbonitrieren und andere Verfahren führen zu gewünschten Eigenschaften an der Oberfläche (in einer Randzone).

Erhöhung der Dauerfestigkeit
Oberflächenhärteverfahren verändern nicht nur Eigenschaften an der Oberfläche (Randzone), sondern ergeben auch einen bestimmten Spannungszustand im Bauteil. Für dynamische Beanspruchungen ist das vorteilhaft. Die Dauerhaltbarkeit kann sich wesentlich erhöhen.

Die Technik der Wärmebehandlung hat sich aus der klassischen Härtereitechnik entwickelt. Sie umfasst heute sehr viele Verfahren, die zweckmäßig in folgende Gruppen eingeteilt werden:

• Umlagern von Stoffteilchen (Thermische Verfahren)
• Einbringen von Stoffteilchen (Thermochemische Verfahren)
• Aussondern von Stoffteilchen (Thermochemische Verfahren)

Stoffeigenschaften ändern durch Umlagern von Stoffteilchen

Glühen

Definition

Nach DIN 17014 ist Glühen eine Wärmebehandlung, bestehend aus Erwärmen auf eine bestimmte Temperatur, Halten und Abkühlen unter solchen Bedingungen, dass der Zustand des Werkstoffes bei Raumtemperatur dem Gleichgewichtszustand näher ist.

Die Glühverfahren unterscheiden sich durch die Höhe der Glühtemperatur, die Länge der Glühzeit und die Art der Abkühlung.

Bei der Glühung unterscheidet man
• Anwärmdauer
• Durchwärmdauer (auch der Kern des Werkstückes hat die Haltetemperatur erreicht)
• Abkühldauer

Prinzipielles Schema für alle Wärmebehandlungsverfahren

Qualitätssicherung

• Aufzeichnung/ Überwachung des Temperaturverlaufs mittels Temperatursensoren in der Anlage
• Durch Teileprüfung und Messung nach dem Glühen
• Sauerstofffreie Atmosphäre im Ofen, um Zunderbildung und Entkohlung zu vermeiden durch:
Vakuumschleusen ( Einfahren und Ausfahren )
Überdruck im Ofen gegenüber der Atmosphäre

Das beste Ergebnis erzielt man durch Glühen in reinem Stickstoff (jedoch sehr teuer).

Glühverfahren

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