Kapitel 10 Wärmebehandlung - Kurzfragen

Question 1

Nach dem Gießen eines Bauteils sind viele Mikrosegierungen vorhanden. Welches Wärmebehandlungsverfahren wählt man, um diesen Zustand zu beheben?

Answer 1

Das Bauteil wird diffusionsgeglüht. Hierbei wird der Konzentrationsgradient durch Diffusion ausgeglichen.

Question 2

Das Bauteil baut nach dem Schweißen innere Spannungen (Eigenspannungen) auf. Wie baut man diese ab und was ist dabei zu beachten?

Answer 2

Die Eigenspannungen können durch Spannungsarmglühen beseitigt werden. Hier ist zu beachten, dass die Abkühlung nach dem Spannungsarmglühen langsam erfolgen muss, damit nicht neue Eigenspannungen entstehen.

Question 3

Welches Glühverfaren muss nach dem Diffusionsglühen von Stählen durchgeführt werden?

Answer 3

Normalisieren: Beim Diffusionsglühen von Stählen kommt es zur Grobkornbildung, welche sich negativ auf die Festigkeit des Materials auswirkt. Anschließend ist meist noch das Normalglühen notwendig, um ein feinkörniges Gefüge zu erhalten.

Question 4

Drei Fachbegriffe für die Entfestigung von Stählen:

Answer 4

Hochglühen, Weichglühen, Rekristallisationsglühen

Question 5

Warum soll das Abkühlen nach einem Spannungsarmglühen von Stählen nicht zu schnell erfolgen?

Answer 5

Bei schneller Abkühlen können neue Eigenspannungen eingebaut werden

Question 6

Nach dem Diffusionsglühen eines Stahls liegt ein grobkörniges Gefüge mit einer geringen Festigkeit vor. Mit welchem Wärmebehandlungsverfahren kann die Festigkeit des Gefüges gesteigert werden?

Answer 6

Normalglühen

Question 7

Mögliche Einflüsse der Wärmebehandlungen auf die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs:

_{10.1 Einleitung}

Answer 7

Festigkeitsabbau: Hindernisse für die Beweglichkeit von Versetzungen werden beseitigt.

Festigkeitssteigerung: Beweglichkeit von Versetzungen werden behindert.

Gefügehomogenisierung

Question 8

Drei Phasen der Entfestigung:

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 8

Erholung [ca. 0,4 T_M]

Rekristallisation [0,5 - 0,6 T_M]

Kornwachstum [ca. 0,7 T_M]

Question 9

4 mikroskopische Vorgänge die zur Kristallerholung [ca. 0,4 T_M] beitragen:

_{10.2.1 Kristallerholung}

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 9

• Ausheilen von Punktdefekten (nulldimensionalen Gitterfehler) - die Überschusskonzentrationen werden abgebaut bis zum Erreichen der thermischen Gleichgewichtskonzentration.
• Annihilation (gegenseitige Auslöschung von Versetzungen mit verschiedenen Vorzeichen) von Versetzungen - dieser Effekt ist bei Rekristallisation wesentlich ausgeprägter.
• Dipolbildung von Versetzungen
• Polygonisation: entsteht durch Klettern von vorher ungeordneten Stufenversetzungen in eine energetisch günstigere Lage zueinander - ist mit Gittrentspannung verbunden und wird technisch in Form des Spannungsarmglühens genutzt.

Question 10

Kristallerholung Basiswissen:

_{10.2.1 Kristallerholung}

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 10

• Thermisch aktivierte Entfestigung bei ca 0,4 T_M
• Abbau innerer Spannungen im Kristall
• Abbau der verformungsbedingter, nulldimensionaler Gitterfehler und die Umordnung von Versetzungen
• Die Verformungsgefüge und die Korngröße bleiben erhalten
• Festigkeit und Härte sinken schwach (Zugfestigkeit R_m ↓)
• Duktilität steigt gering an (Bruchdehnung A ↑)

Zugfestigkeit: maximale mechanische Spannung, die ein Werkstoff aushält, bevor es bricht/reißt.

Duktilität: Eigenschaft eines Werkstofes,f sich unter Belastung plastisch zu verformen, bevor er versagt

Bruchdehnung: Bleibende Verlängerung der Probe nach dem Bruch A = [(L_u - L₀) / L₀] · 100%

Question 11

Rekristallisation Basiswissen:

_{10.2.2 Rekristallisation}

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 11

• Thermisch aktivierte Entfestigung - Glühbehandlung bei ca. 0,6 - 0,7 T_M
• Neubildung und Wachstum von versetzungsarmen Kristallen eines kaltverfestigten Werkstoffs im festen Zustand
• Drastische Reduzierung der Versetzungsdichte → sehr starker Abfall der Festigkeitskennwerte (R_p, R_m) und deutlicher Anstieg der Duktilität
• Die innere Energie des Werkstoffs wird reduziert durch den Abbau der Versetzungsdichte
• Die Rekristallisation ist an die durch die Verformung eingebrachten Versetzungen gebunden ⇒ die entstehende Gefüge ist abhängig von der zuvor eingebrachten Versetzungsdichte

Question 12

Parameter des Rekristallisationsverfahrens:

_{10.2.2 Rekristallisation}

_{10.2Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 12

Verformungsgrad f bzw. Versetzungsdichte ρ

Glühtemperatur T

Glühdauer t

Fremdatome

Question 13

Verformungsgrads f (bzw. Versetzungsdichte ρ) Basiswissen:

_{10.2.2 Rekristallisation}

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 13

Ein Maß für die Ungleichgewichtszustand des verformten Gefüges. (vor dem Rekristallisation)

Mit f bzw. ρ steigt die Anzahl der Störstellen im Gitter, an denen sich Rekristallisationskeime Bilden.

Aus den Rekristallisationskeime entstehen Körner ⇒ Je weniger Keime, desto gröber das rekristallisierte Korn.

Damit überhaupt Rekristallisation bei der Glühbehandlung auftritt, muss der Verformungsgrad einen Mindestwert f_Krit annehmen. (Bevor die fritische Verfrormungsgrad erreicht wurde, ändert sich an der Korngröße nichts, dass noch keine Neukeimbildung stattfinden kann)

Rekristallisation beginnt bevorzugt in stark verformten Bereichen (an Einschlüssen und Ausscheidungen).

Question 14

Glühtemperatur T Basiswissen:

_{10.2.2 Rekristallisation}

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 14

Wird die kritische Verformungsgrad f_krit überschritten, verschiebt sich der Rekristallisationsbeginn mit steigendem f zu niedrigeren Glühtemperaturen T.

Reine Metalle → T_Rmin ca. 0,4 T_M

Legierungen → T_Rmin höher, da die Fremdatome die Beweglichkeit der Versetzungen und Korngrenzen behindern.

Question 15

Glühdauer t Basiswissen: (Abbildung)

_{10.2.2 Rekristallisation}

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 15

Question 16

Einfluss der Fremdatome:

_{10.2.2 Rekristallisation}

_{10.2 Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 16

Bei Gehalt an Fremdatomen → wird Bewegung von Subkorn- und Großwinkelkorngrenzen behindert → die zur Rekristallisation erforderliche Temperatur steigt → der Beginn der Rekristallisation verzögert.

Question 17

Primäre Rekristallisation

• Die treibende Kraft p_pRfür die Primäre Rekristallisation:
• Um welcen Betrag wird die innere Energie *U *des Werkstoffvolumens reduziert?

_{10.2.2 Rekristallisation}

_{10.2.Temperaturanhängige Entfestigung}

Answer 17

Die einzige Möglichkeit, um in Metallen und Legierungssystemen ohne Phasenumwandlung eine Kornfreiung zu erzielen. (dynamische Rekristallisation)

p_pR = G · b² · (ρ_V – ρ_R*) *;

G : Schubmodul, b : Betrag des Burgervektors,* ρ*_V: Versetzungsdichte des kaltverformten Gefüges, ρ_R: Versetzungsdichte des rekristallisierten/erholten Gefüges

U = p · V = *G · b² · Δρ · V ;*

Δρ =* (ρ_V – ρ_R) *

Question 18

Kornwachstum (allgemein) Basiswissen:

_{10.2.3 Kornwachstum}

_{10.2 Temperaaturahängige Entfestigung}

Answer 18

Meist unerwünscht, thermisch aktiviert bei ca. 0.7 TM

Erfolgt durch ein kontinuerliches Kornwachstum des bereits vollständig rekristallisierten Gefüges.

Die Entfestigung ist gering, es erfolgt eine gleichmäßige Zunahme der durchschnittlichen Gefügekorngröße.

Question 19

(kontinuertliche) Kornwachstum Basiswissen:

_{10.2.3 Kornwachstum}

_{10.2 Temperaturahängige Entfestigung}

Answer 19

Kontinuerliche Kornwachstum ist die Reduzierung der inneren Energie durch Reduzierung der Korngrenzfläche.

Kleinere Körner verschwinden, größere wachsen.

Führt zu einer weiteren aber geringen Entfestigung.

In meisten Fällen unerwünscht ⇒ Rekristallisationsglühen wird vor Beginn des Kornwachstums beendet.

Rekristallisationszwillinge in Metallen und Legierungen (mit niedriger Stapelfehlerenergie - kfz Strukturen) sind Indikator für das Kornwachstum.

Question 20

Sekundäre Rekristallisation Basiswissen:

_{10.2.3 Kornwachstum}

_{10.2. Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 20

Trotz Reduzierung (bei der Kornwachstum) herrscht noch nicht ein stabiles thermodynamisches Gleichgewicht. *( → erst nach der beseitigung aller vorhandenen Korngrenzen möglich). *Das folgt zur sekundären Rekrisallisation.

Unerwünschter Effekt, tritt u.a. in Cu- und Al-Legierungen auf.

Feindispers ausgeschiedene Verunreinigungen → einzelne große Kristallite ⇒ inhomogenes Gefüge.

Question 21

Tertiäre Rekristallisation:

_{10.2.3 Kornwachstum}

_{10.2. Temperaturabhängige Entfestigung}

Answer 21

Fortschreitende Glühbehandlung nach der sekundäre Rekristallisation ⇒ eine weitere Reduzierung der Gesamtenergie (indem Netzebenen mit geringer Oberflächenenergie die freien Oberflächen des Werkstoffs begrenzen)

Die Treibkraft : die Anisotropie der Oberflächenenergien der Gitterebenen einer Kristallstruktur

Question 22

Temperaturabhängige Homogenisierung Basiswissen:

_{10.3. Temperaturabhängige Homogenisierung}

Answer 22

Ziel: makroskopische und mikroskopische Inhomogenitäten im Werkstoffgefüge zu beseitigen.

Chemische Inhomogenitäten werden Seigerungen genannt.

Question 23

Temperaturabhängige Homogenisierung Basiswissen:

Mikroseigerung (Kristallseigerung):

_{10.3. Temperaturabhängige Homogenisierung}

Answer 23

Entmischung einer Schmelze *(lokale Konzentrationsunterschiede infolge sehr schnelles Abkühlens von Schmelzen aus mehreren Komponenten) *⇒ Es bilden sich Zonenmischkristall.

Kristallsegierungen werden durch Diffusionsglühen oder Warmumformen (dynamische Rekristallisation und Kristallneubildung) beseitigt.

Question 24

Temperaturabhängige Homogenisierung Basiswissen:

Makroseigerung, Blocksegierung:

_{10.3. Temperaturabhängige Homogenisierung}

Answer 24

Entsteht während Erstarrung eines Gussblocks aufgrund unterschiedlicher Unterkühlungen, Temperaturgradienten und Bedingungen für die Keimbildung und Keimwachstum.

Sind nicht durch Glühen zu beseitigen: entweder durch beruhigtes Gießen weitestgehend vermeiden oder durch Normalglühen von Legierungssystemen mit Phasenumwandlung.

Bild Nr. 1 : Keimbildung durch schnelle Erstarrung.

Question 25

Diffusionsglühen: _{10.3.1. Diffusionsglühen 10.3. Temperaturabhängige Homogenisierung}

Answer 25

Das Glühen bei hohen Temperaturen, ca. 0,7 bis 0,8 T_M *(denn möglichst kurze Glühzeiten werden beabsichtigt)*, mit langzeitigem Halten und nachfolgendem beliebigem Abkühlen. Ziel: eine gleichmäßige Verteilung der löslichen Komponenten zu erzielen / Ausgleich der Konzentrationsunterschiede. Die Konzentrationsunterschiede sind abhängig von der Temperatur, der Art der wandernen Atome, der Kristalart und dem Konzentrationsgefälle (Konzentrationsunterschied) im Mischkristall.

Question 26

Normalglühen (Normalisieren): _{10.3.2. Normalglühen 10.3. Temperaturabhängige Homogenisierung}

Answer 26

Glühen von Legierungssystemen mit eutektoiden (peritektoiden) Phasenumwandlungen bei einer Temperatur knapp oberhalb der Phasenumwandlung mit zweimaliger Phasenumwandlung und einem nachfolgend kontrolliertem Abkühlen. α + ß → Erwärmung → γ Halten → γ Abkühlung → α + ß Bei jedem Phasenübergang kommt es zur Keimbildung und zum Wachstum der Keime der neugebildeten Phase. Ziel: Einstellung eines gleichmäßigen, feinkörnigen Gefüges mit runglichen Körnern gleicher Größe.

Question 27

Spannungsarmglühen: _{10.3.3. Spannungsarmglühen 10.3. Temperaturabhängige Homogenisierung}

Answer 27

Erfolgt bei Temperaturen um ca. 0,4 bis 0,5 T_M mit anschließendem Abkühlen zum Verringern innerer Spannungen ohne Änderung der Gefügeausbilsung des Werkstoffs. Jede mechanische/thermische Beanspruchung führt zu inneren Spannungen, den Eigenspannungen: ►Bearbeitungsspannungen: verursacht durch spannende und spannlose Formgebung/Bearbeitung ►Wärme- bzw. Schrumpfspannungen: verursacht durch rasche Abkühlung von Gussstücken und Schweißverbindungen oder ungleichmäßige Erwärmung von Bauteilen. Bauteile werden geglüht, sodass die Platzwechselvorgänge der Kristallerholung möglich sind. Blockierte Versetzungen lösen sich und bewegen sich unter dem Einfluss der inneren Spannungen in energetisch günstigeren Positionen ⇒ innere Spannungen werden abgebaut. Es muss darauf geachtet werden, dass beim Aufheizen und Abkühlen alle Werkstückbereiche de gleiche Temperatur annehmen müssen.

Question 28

Temperaturabhängige Verfestigung Basiswissen: _{10.4. Temperaturabhängige Verfestigung}

Answer 28

Wird bei umwandlungsfähigen Werkstoffen eingesetzt. Ausscheidungshärtung: nutzt das Prinzip der Teilchenhärtung Umwandlungshärtung: bei Werkstoffen mit allotroper Phasenumwandlung angewandt

Question 29

10.4.1. Ausscheidungshärtung: _{10.4. Temperaturabhängige Verfestigung}

Answer 29

festigkeitsteigernde dreistufige Wärmebehandlung von Legierungssystemen mit begrenzter Löslichkeit für Legierungskomponenten. 1. Stufe, Lösungsglühen: Homogenisieren der Legierung bei einer Temperatur oberhalb der Sättigungslinie (Löslichkeitslinie) aber unterhalb der eutektischen Temperatur. Cu-Atome gehen im Al-Mischkristall (α) in Lösung. Homogene, einphasige Legierung 2. Stufe, Abschrecken: Abschrecken der Temperatur auf Raumtemperatur. Löslichkeit des Al-Mischkristalls nimmt mit der Temperatur ab. Cu-Atome bleiben zwangsweise im Al-Mischkristall. Homogene, einphasige Legierung *aus übersättigten α-Mischkristallen.* 3. Stufe, Auslagern: Erhöhen der Temperatur auf Werte innerhalb der Mischungslücke → Diffusionsvorgänge in Richtung des thermonymanischen Gleichgewichts. Al-Mischkristalle übersättigen von Cu-Atomen, in Form von sehr vielen, gleichmäßig verteilten Keimen. Es entstehen kohärente Entmischungszonen, die das Wandern von Versetzungen behindern.

Question 30

Kaltaushärten: _{10.4.1. Ausscheidungshärtung: 10.4. Temperaturabhängige Verfestigung}

Answer 30

**α_übers → Cluster → kohärente GP(II)-Zonen ** Dreistufige Ausscheidungshärtung deren dritter Schritt bei Raumtemperatur erfolgt. Clusterbildung *(Anhäufung von Gleichem) *: lokale Entmischgungen im übersättigten Mischkristall bei Raumtemperaturen. Festigkeitssteigerungen oft nur gering, Auslagerungszeiten sehr lang. Clusterbildung in Al-Legierungen: Guinier-Preston-Zonen, GP-Zonen ⇒ elastische Gitterspannungen, welche die Versetzungsbewegung behindern.

Question 31

Warmaushärten: _{10.4.1. Ausscheidungshärtung: 10.4. Temperaturabhängige Verfestigung}

Answer 31

**α_übers → Cluster → kohärente GP(II)-Zonen → teilkohärente metastabile Übergangsphase → Gleichgewichtsphase** Dreistufige Ausscheidungshärtung deren dritter Schritt oberhalb der Raumtemperatur erfolgt. Auslagerungszeiten deutlich kürzer als bei einer Kaltauslagerung. Zu langes Auslagern führt zu Überalterung *(Vergöberung der ausgeschiedenen Teile)* - Festigkeitsabfall. Höchste Härtesteigung bei Warmauslagerung erfordert: * möglichst hohe Teilchenzahl * geringen Teilchenabstand * gleichmäßige Verteilung * hohes Maß an Kohärenz

Question 32

10.4.2. Umwandlungshärtung: _{10.4. Temperaturabhängige Verfestigung}

Answer 32

Wärmebehandlung von allotropen Legierungssystemen: Festigkeitssteigerung durch Martensitbildung. Temperatur: knapp oberhalb der Phasenumwandlung (in die Hochtemperaturphase) → unter die *M_S *-Temperatur (mit hinreichend hoher Abkühlgeschwindigkeit) Menge des gebildeten Martensits nur von der Unterkühlung ΔT abhängig. *M_S* von der Zusammensetzung der zu härtenden Legierung ahängig. obere Abkühlgeschwindigkeit: Es entsteht nur Martensit. untere Abkühlgeschwindigkeit: Es entsteht Martensit neben z.B. Perlit, Bainit, Perlit. ♦Je höher die Abkühlgeschwindigkeit, desto härter wird die Legierung.

Question 33

10.5. Wärmebehandlung von Stählen Basiswissen: _{10.5. Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 33

Durch die Wahl der Abkühlgeschwindigkeit kann die Diffusion des Kohlenstoffs beeinflusst werden → Art und Eigenschaften der Umwandlungsprodukte lassen sich kontrollieren. Die Austenitbildung beruht auf Diffusion und Keimbildung (→ Zeit/Temperaturabhängig). Es gelten: ►Mit steigender Erwärmungsgeschwindigkeiten werden die Umwandlungstemperaturen zu höheren Temperaturen geschoben. ►Die Austenitkorngröße ist von der Austenitisierungstemperatur, der Stahlzusammensetzung und der Haltedauer abhängig. ►Überhitzung und Überzeiten führen zu einem Grobkörnigen Gefüge. (niedrige Festigkeit)

Question 34

Zusammenhang zwischen den Werkstoffeigenschaften und den Wärmebehandlungen: _{10.5. Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 34

Rekristallisationsglühen: Beseitigung der Kaltverfestigung Normalglühen und Grobkornglühen: Korngrößenänderung Weichglühen: Verbesserung der Verformbarkeit Weichglühen und Grobkornglühen: Entfestigung für eine verbesserte spanende Formgebung Diffusionsglühen: Ausgleich von Gefügeinhomogenitäten Spannungsarmglühen: Beseitigung von Eigenspannungen Härten, Anlassen und Einsatzhärten: Erhöhung der Werkstofffestigkeit

Question 35

EKD

Answer 35

Question 36

Hochglühen bzw. Grobkornglühen: _{10.5.1 Entfestigung von Stählen 10.5 Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 36

Ziel: gröberes Korn zur besseren Zerspannbarkeit zu erzielen. Das Glühen untereutektoider Stähle (Temperatur über A_c3 (950 - 1100 °C) , Haltedauer 1 bis 4 h, mit nachfolgendem Abkühlen) Je nach Abkühlbedinungen stellt sich ein grobkörniges, perlitisches Gefüge (Ofenabkühlung-langsam) oder ein bainitisches Gefüge (Wasserabkühlung-schnell) ein. ♦ Bainit (Zwischenstufe) besteht, ebenso wie Perlit, aus den Phasen Ferrit und Zementit (Fe3C), unterscheidet sich aber vom Perlit in Form, Größe und Verteilung.

Question 37

Weichglühen: _{10.5.1 Entfestigung von Stählen 10.5 Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 37

Ziel: einen überwiegend körnigen Zementit für eine erleichterte Formgebung (Kaltumformung) zu erzielen. Temperatur: dicht unterhalb A_c1 oder oberhalb A_c1 Haltedauer: 4 - 8 h Ergebnis des Weichglühens: ein ferritisches Grundgefüge mit globular eingeformtem Zementit.

Question 38

Rekristallisationsglühen: _{10.5.1 Entfestigung von Stählen 10.5 Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 38

Ziel: eine bestimmte Korngröße ohne Phasenumwandlng zu erzielen, Kaltverfestigung zu beseitigen (Festigkeitssteigerung bei der Kaltumformung rückgängig machen). Zwischenbehandlung einer mehrstufigen Umwandlung. Glühen ohne Phasenumwandlung bei einer Temperatur im Rekristallisationsbereich A_c1 nach einer Kaltumformung. Hältedauer: 1 - 2 h

Question 39

Diffusionsglühen: _{10.5.2 Homogenisieren von Stählen 10.5 Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 39

Temperatur: oberhalb A_c3 für etwa 4 - 12 h. Die starke Grobkornbildung, die als Folge auftritt, muss durch anschließendes Normalglühen beseitigt werden. Ziel: Kristallseigerungen (Zonenmischkristalle) bei Stahlguss, Stahlblöcken usw. zu beseitigen und eine Verbesserung der spanlosen und spannenden Formgebung zu erreichen. Relativ langes halten kann zur Entkohlung und Oxidation der Werkstoffoberfläche führen, wenn nicht unter Schutzgas geglüht wird. Beigleit- und Legierungselemente, die zu Kristallseigerungen neigen: ♦ B : P, S, Si überwiegend in unlegierten Stählen ♦ L : Mn, Ni, Cr überwiegend in legierten Stählen Seigerung: Entmischung einer Schmelze bei der Metallherstellung.

Question 40

Normalisieren _{10.5.2 Homogenisieren von Stählen 10.5 Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 40

Temperatur: bei untereutektoiden Stählen 30-50 K oberhalb von A_c3, bei übereutektoiden Stählen 30-50 K oberhalb von A_c1 mit nicht zu langem Halten und einem nachfolgenden Abkühlen an ruhender Luft. Ziel: eine einheitliche Gefügestruktur mit feinem Korn auszubilden. α-Fe + Fe₃C → Erwärmen → γ-Fe → Abkühlen → α-Fe + Fe₃C γ-Fe: Austenit α-Fe: Ferrit

Question 41

Spannungsarmglühen _{10.5.2 Homogenisieren von Stählen 10.5 Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 41

Temperatur: unterhalb von A_c1 (keine Phasenumwandlung) mit Haltezeiten von 4 h und anschließender langsamer Abkühlung. Bei niedrigen Temperaturen → längere Glühzeiten Abkühlung muss langsam und geregelt erfolgen, um ein erneutes Auftreten con Spannungen zu vermeiden. Normal- und Weichglühen sind oft mit einem anschließeindem Spannungsarmglühen verbunden. Bei Gussstücken, Schweißkonstruktionen und nach Kaltumformung angewendet.

Question 42

Umwandlungshärtung _{10.5.3 Festigkeitssteigerung von Stählen 10.5. Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 42

Temperatur: bei untereutektoiden Stählen knapp oberhalb von A_c3, bei übereutektoiden Stählen oberhalb A_c1. Kurzzeitiges Halten und nachfolgendes Abkühlen mit der Geschwindigkeit, dass überwiegend Martensit entsteht. Durch Auflösung des vorhandenen Zementits (Fe3C) geht dessen Kohlenstoff im Austenit in Lösung. Rasche Abkühlung ⇒ Diffusion des Kohlenstoffs aus dem Austenit wird unterdrückt. ⇒ Das Gitter klappt in ein tetragonal-verzerrtes kubisch-raumzentriertes Gitter (Martensit) um, das durch den Kohlenstoff verspannt ist. Die M_S-Tempertur sinkt mit steigendem Kohlenstoffgehalt. Legierungselemente senken die obere kritische Abkühlgeschwindigkeit und verschieben M_S zu tieferen Temperaturen. Gehärteter Stahl: hohe Festigkeitswerte (R_p, R_m), sehr kleine Bruchdehnung (A). Um das martensitische Gefüge zu entspannen, werden die gehärtete Stähle zusätzlich angelassen.

Question 43

Anlassen, Vergüten _{10.5.3 Festigkeitssteigerung von Stählen 10.5. Wärmebehandlung von Stählen}

Answer 43

Zugfestigkeit: die Spannung, die im Zugversuch aus der maximal erreichten Zugkraft bezogen auf den ursprünglichen Querschnitt der Probe errechnet wird. Zähigkeit: die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffes gegen Rissausbreitung oder Bruch. Dies geschieht durch Energieaufnahme bei plastischer Verformung.