Die Wärmebehandlung von Oberflächen hat zur Folge, dass die Oberfläche hart ist, der Kern jedoch zäh bleibt. Dies gewährleistet eine ausreichende Bruchzähigkeit und Schlagresistenz.

1 3 W ä r m e b e h a n d l u n g d e r O b e r f l ä c h e n

Die Wärmebehandlung von Oberflächen hat zur Folge, dass die Oberfläche hart ist, der Kern jedoch zäh bleibt. Dies gewährleistet eine ausreichende Bruchzähigkeit und Schlagresistenz.

Anforderungen an den Kern:

 Hohe Bruchzähigkeit

 Schlagresistenz

 Ferritisch

Anforderungen an die Oberfläche:

 Verschleissfest

 Ermüdungsfest

 Martensitisch

Selektives Erwärmen der Oberfläche (ganzes Werkstück hat gleiche Legierung)

Erwärmen der Oberfläche bis T > A

, im Innern bleibt T < A

-> Abschrecken -> Martensit -> Härte Verfahrensmöglichkeiten: Gasbrennen,

Induktionsspulen, Elektonenstrahlen, Laserhärten (präzis, da sehr kleine Bereiche hohe

Selbstabschreckung)

Verfahren mit Änderung der Legierung

Dank Druckspannung in der Oberfläche bessere Ermüdungsfestigkeit.

Einsatzhärten (Aufkohlen): Bei schneller Diffusion reichert sich der C in der Oberfläche an.

Nach dem Abschrecken und Anlassen findet sich in der Oberfläche Martensit, innen Ferrit.

Nitrieren: im Zyanidschmelze, C und N diffundieren in die Oberfläche ein; Karbonitrieren mit Gas aus CO und NH

; Gasnitrieren nur mit NH

. Das Nitrieren findet bei 500-550°C statt, unterhalb von A

. Beimengungen aus Al, Cr, Mn, W, V (Affinität zu N)

Borieren: bildet Boride in der Oberfläche, welche sehr hart sind, bei ca. 800-1000°C.

1 4 T e i l c h e n h ä r t u n g

Wirkungsmechanismus: Die Teilchen tragen zur Verfestigung bei, indem sie die Versetzungen am Laufen hindern (blockieren). Für plastische Deformation müssen die Versetzungen die Teilchen entweder durchschneiden (je grösser die Teilchen, desto mühsamer) oder durch Klettern umgehen.

Härtungsprozess: Der Werkstoff muss mindestens aus 2 Komponenten und 2 Phasen bestehen.

1.) Lösungsglühen = Homogenisieren = Halten im

Gebiet des homogenen Mk

2.) Abschrecken (unter 0.3 TS, das Material bleibt in

Lösung)

3.) Auslagern (Warm- oder Kaltauslagern(vgl. Alu)) ->

Teilchen gewünschter Menge und Grösse. Bei zu langem Auslagern fressen die Teilchen einander auf (Ostwaldreifung, die Streckgrenze sinkt wieder).

Streckgrenzenzuwachs

Ostwald

∆

~

~√ ~√

Verlauf der Streckgrenze: 1. Starker Anstieg ->

Teilchen werden geschnitten. 2. Schwächerer Anstieg, Teilchen werden umgangen. 3. Aufzehrung (Ostwaldreifung). Das Maximum der Mechanischen Festigkeit ist dann erreicht, wenn die Versetzungen von Teilchen gezwungen werden, sich zu

Halbkreisen durchzubiegen und die Teilchen zu umgehen (s. Frank-Reed) ∆

Versetzungsmechanismus: Kohärente T. -> Schneidemech. Inkohärente T. -> Umgehungsmechanismus Abschreckalterung : Stahl mit C und N in Zwangslösung -> feinste Ausscheidung -> Verspröden -> Härteverlauf = Warmaushärtung.

Reckalterung : Verspröden des Stahles nach Kaltumformung, Ausgangszustand nicht übersättigt.

Blausprödigkeit : Sonderfall Reckalterung, schon während der Verformung Wandern der Fremdatome -> Abfall

Dehnungswert und Erhöhung der Bruchspannung.