Ⅰ.Das Grundkonzept der Wärmebehandlung.
A. Das Grundkonzept der Wärmebehandlung.
Die Grundelemente und Funktionen vonWärmebehandlung:
1.Heizung
Ziel ist es, eine gleichmäßige und feine Austenitstruktur zu erhalten.
2.Halten
Ziel ist es, eine gute Durchwärmung des Werkstücks zu gewährleisten und eine Entkohlung sowie Oxidation zu verhindern.
3.Kühlung
Ziel ist die Umwandlung von Austenit in unterschiedliche Mikrostrukturen.
Mikrostrukturen nach der Wärmebehandlung
Während des Abkühlprozesses nach dem Erhitzen und Halten wandelt sich der Austenit je nach Abkühlgeschwindigkeit in unterschiedliche Mikrostrukturen um. Unterschiedliche Mikrostrukturen weisen unterschiedliche Eigenschaften auf.
B. Das Grundkonzept der Wärmebehandlung.
Klassifizierung basierend auf Heiz- und Kühlmethoden sowie der Mikrostruktur und den Eigenschaften von Stahl
1. Konventionelle Wärmebehandlung (Gesamtwärmebehandlung): Anlassen, Glühen, Normalisieren, Abschrecken
2. Oberflächenwärmebehandlung: Oberflächenabschrecken, Oberflächenabschrecken durch Induktionserwärmung, Oberflächenabschrecken durch Flammenerwärmung, Oberflächenabschrecken durch elektrische Kontakterwärmung.
3. Chemische Wärmebehandlung: Aufkohlen, Nitrieren, Carbonitrieren.
4. Andere Wärmebehandlungen: Wärmebehandlung in kontrollierter Atmosphäre, Vakuumwärmebehandlung, Verformungswärmebehandlung.
C. Kritische Temperatur von Stählen
Die kritische Umwandlungstemperatur von Stahl ist eine wichtige Grundlage für die Festlegung der Aufheiz-, Halte- und Abkühlvorgänge bei der Wärmebehandlung. Sie wird durch das Eisen-Kohlenstoff-Phasendiagramm bestimmt.
Wichtigste Schlussfolgerung:Die tatsächliche kritische Umwandlungstemperatur von Stahl liegt immer hinter der theoretischen kritischen Umwandlungstemperatur zurück. Dies bedeutet, dass beim Erhitzen eine Überhitzung und beim Abkühlen eine Unterkühlung erforderlich ist.
Ⅱ.Glühen und Normalisieren von Stahl
1. Definition des Glühens
Beim Glühen wird Stahl auf eine Temperatur über oder unter dem kritischen Punkt Ac₁ erhitzt, bei dieser Temperatur gehalten und dann langsam abgekühlt, normalerweise im Ofen, um eine Struktur nahe dem Gleichgewicht zu erreichen.
2. Zweck des Glühens
①Härte für die Bearbeitung anpassen: Erreichen einer bearbeitbaren Härte im Bereich von HB170~230.
②Entlastung von Restspannungen: Verhindert Verformungen oder Risse bei nachfolgenden Prozessen.
③ Kornstruktur verfeinern: Verbessert die Mikrostruktur.
④Vorbereitung für die abschließende Wärmebehandlung: Erhält körnigen (kugelförmigen) Perlit für das anschließende Abschrecken und Anlassen.
3. Sphäroidisierendes Glühen
Prozessspezifikationen: Die Heiztemperatur liegt nahe dem Ac₁-Punkt.
Zweck: Kugelförmigmachen des Zementits oder der Carbide im Stahl, wodurch körniger (kugelförmiger) Perlit entsteht.
Anwendungsbereich: Wird für Stähle mit eutektoiden und übereutektoiden Zusammensetzungen verwendet.
4.Diffusionsglühen (Homogenisierungsglühen)
Prozessspezifikationen: Die Heiztemperatur liegt etwas unterhalb der Solvuslinie im Phasendiagramm.
Zweck: Beseitigung der Segregation.
①Für niedrigeKohlenstoffstahlBei einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,25 % ist das Normalisieren dem Glühen als vorbereitende Wärmebehandlung vorzuziehen.
②Bei mittelkohlenstoffhaltigem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,25 % und 0,50 % kann als vorbereitende Wärmebehandlung entweder Glühen oder Normalisieren verwendet werden.
③Für mittel- bis kohlenstoffreichen Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,50 % und 0,75 % wird eine vollständige Glühung empfohlen.
④Für hoheKohlenstoffstahlBei einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,75 % wird zunächst durch Normalisieren das Fe₃C-Netzwerk entfernt, anschließend erfolgt ein Kugelglühen.
Ⅲ.Abschrecken und Anlassen von Stahl
A. Abschrecken
1. Definition von Abschrecken: Beim Abschrecken wird Stahl auf eine bestimmte Temperatur über dem Ac₃- oder Ac₁-Punkt erhitzt, bei dieser Temperatur gehalten und dann mit einer Geschwindigkeit abgekühlt, die über der kritischen Abkühlgeschwindigkeit liegt, um Martensit zu bilden.
2. Zweck des Abschreckens: Das Hauptziel besteht darin, Martensit (oder manchmal auch unteres Bainit) zu erzeugen, um die Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls zu erhöhen. Das Abschrecken ist einer der wichtigsten Wärmebehandlungsprozesse für Stahl.
3.Bestimmung der Abschrecktemperaturen für verschiedene Stahlsorten
Untereutektoider Stahl: Ac₃ + 30 °C bis 50 °C
Eutektoide und übereutektoide Stähle: Ac₁ + 30°C bis 50°C
Legierter Stahl: 50 °C bis 100 °C über der kritischen Temperatur
4. Kühleigenschaften eines idealen Abschreckmediums:
Langsames Abkühlen vor Erreichen der „Nasentemperatur“: Um die thermische Belastung ausreichend zu reduzieren.
Hohe Kühlleistung nahe der „Nasentemperatur“: Um die Bildung nichtmartensitischer Strukturen zu vermeiden.
Langsames Abkühlen in der Nähe des M₅-Punkts: Um die durch die martensitische Umwandlung verursachte Spannung zu minimieren.
5. Abschreckmethoden und ihre Eigenschaften:
①Einfaches Abschrecken: Einfach durchzuführen und für kleine, einfach geformte Werkstücke geeignet. Die resultierende Mikrostruktur ist Martensit (M).
②Doppeltes Abschrecken: Komplexer und schwieriger zu kontrollieren. Wird für komplex geformte Werkstücke aus Kohlenstoffstahl und größeren legierten Stählen verwendet. Die resultierende Mikrostruktur ist Martensit (M).
③Gebrochenes Abschrecken: Ein komplexerer Prozess, der für große, komplex geformte Werkstücke aus legiertem Stahl verwendet wird. Die resultierende Mikrostruktur ist Martensit (M).
④Isothermisches Abschrecken: Wird für kleine, komplex geformte Werkstücke mit hohen Anforderungen verwendet. Die resultierende Mikrostruktur ist unteres Bainit (B).
6. Faktoren, die die Härtbarkeit beeinflussen
Der Grad der Härtbarkeit hängt von der Stabilität des unterkühlten Austenits im Stahl ab. Je höher die Stabilität des unterkühlten Austenits, desto besser die Härtbarkeit und umgekehrt.
Faktoren, die die Stabilität von unterkühltem Austenit beeinflussen:
Lage der C-Kurve: Verschiebt sich die C-Kurve nach rechts, verringert sich die kritische Abkühlgeschwindigkeit zum Abschrecken und die Härtbarkeit verbessert sich.
Wichtigste Schlussfolgerung:
Jeder Faktor, der die C-Kurve nach rechts verschiebt, erhöht die Härtbarkeit des Stahls.
Hauptfaktor:
Chemische Zusammensetzung: Mit Ausnahme von Kobalt (Co) erhöhen alle im Austenit gelösten Legierungselemente die Härtbarkeit.
Je näher der Kohlenstoffgehalt an der eutektoiden Zusammensetzung im Kohlenstoffstahl liegt, desto stärker verschiebt sich die C-Kurve nach rechts und desto höher ist die Härtbarkeit.
7. Bestimmung und Darstellung der Härtbarkeit
① Härtbarkeitstest am Ende der Abschreckung: Die Härtbarkeit wird mit der Endabschreckungstestmethode gemessen.
②Methode des kritischen Abschreckdurchmessers: Der kritische Abschreckdurchmesser (D₀) stellt den maximalen Durchmesser von Stahl dar, der in einem bestimmten Abschreckmedium vollständig gehärtet werden kann.
B. Anlassen
1. Definition von Temperieren
Beim Anlassen handelt es sich um einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem abgeschreckter Stahl auf eine Temperatur unterhalb des A₁-Punkts erneut erhitzt, auf dieser Temperatur gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
2. Zweck des Temperierens
Reduzieren oder eliminieren Sie Restspannungen: Verhindert Verformungen oder Risse im Werkstück.
Reduzieren oder eliminieren Sie Restaustenit: Stabilisiert die Abmessungen des Werkstücks.
Beseitigt die Sprödigkeit von gehärtetem Stahl: Passt die Mikrostruktur und Eigenschaften an die Anforderungen des Werkstücks an.
Wichtiger Hinweis: Stahl sollte nach dem Abschrecken umgehend angelassen werden.
3. Temperierprozesse
1. Niedriges Temperieren
Zweck: Reduzierung der Abschreckspannung, Verbesserung der Zähigkeit des Werkstücks und Erreichen einer hohen Härte und Verschleißfestigkeit.
Temperatur: 150 °C ~ 250 °C.
Leistung: Härte: HRC 58 ~ 64. Hohe Härte und Verschleißfestigkeit.
Anwendungen: Werkzeuge, Formen, Lager, aufgekohlte Teile und oberflächengehärtete Komponenten.
2. Hohes Temperieren
Zweck: Erreichen einer hohen Zähigkeit bei ausreichender Festigkeit und Härte.
Temperatur: 500 °C ~ 600 °C.
Leistung: Härte: HRC 25 ~ 35. Gute allgemeine mechanische Eigenschaften.
Anwendungen: Wellen, Zahnräder, Pleuelstangen usw.
Thermische Raffination
Definition: Das Abschrecken und anschließende Anlassen bei hohen Temperaturen wird als thermisches Raffinieren oder einfach Anlassen bezeichnet. Mit diesem Verfahren behandelter Stahl weist eine hervorragende Gesamtleistung auf und wird häufig verwendet.
Ⅳ.Oberflächenwärmebehandlung von Stahl
A. Oberflächenabschrecken von Stählen
1. Definition der Oberflächenhärtung
Oberflächenhärtung ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das die Oberflächenschicht eines Werkstücks durch schnelles Erhitzen, die Umwandlung der Oberflächenschicht in Austenit und anschließendes schnelles Abkühlen verstärkt. Dieser Prozess erfolgt, ohne die chemische Zusammensetzung des Stahls oder die Kernstruktur des Materials zu verändern.
2. Materialien für die Oberflächenhärtung und die Nachhärtungsstruktur
Materialien zur Oberflächenhärtung
Typische Materialien: Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und legierter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt.
Vorbehandlung: Typischer Prozess: Anlassen. Wenn die Kerneigenschaften nicht kritisch sind, kann stattdessen Normalisieren verwendet werden.
Nachhärtungsstruktur
Oberflächenstruktur: Die Oberflächenschicht bildet typischerweise eine gehärtete Struktur wie Martensit oder Bainit, die für hohe Härte und Verschleißfestigkeit sorgt.
Kernstruktur: Der Kern des Stahls behält im Allgemeinen seine ursprüngliche Struktur, z. B. Perlit oder gehärteten Zustand, abhängig vom Vorbehandlungsprozess und den Eigenschaften des Grundmaterials. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kern eine gute Zähigkeit und Festigkeit behält.
B. Eigenschaften der induktiven Oberflächenhärtung
1. Hohe Heiztemperatur und schneller Temperaturanstieg: Bei der Induktionsoberflächenhärtung werden typischerweise hohe Heiztemperaturen und schnelle Heizraten verwendet, was eine schnelle Erwärmung innerhalb kurzer Zeit ermöglicht.
2. Feine Austenitkornstruktur in der Oberflächenschicht: Während des schnellen Erhitzens und des anschließenden Abschreckprozesses bildet die Oberflächenschicht feine Austenitkörner. Nach dem Abschrecken besteht die Oberfläche hauptsächlich aus feinem Martensit, dessen Härte typischerweise 2-3 HRC höher ist als beim herkömmlichen Abschrecken.
3. Gute Oberflächenqualität: Aufgrund der kurzen Aufheizzeit ist die Werkstückoberfläche weniger anfällig für Oxidation und Entkohlung, und die durch das Abschrecken verursachte Verformung wird minimiert, wodurch eine gute Oberflächenqualität gewährleistet wird.
4. Hohe Dauerfestigkeit: Die martensitische Phasenumwandlung in der Oberflächenschicht erzeugt Druckspannungen, die die Dauerfestigkeit des Werkstücks erhöhen.
5. Hohe Produktionseffizienz: Die induktive Oberflächenhärtung eignet sich für die Massenproduktion und bietet eine hohe Betriebseffizienz.
C. Klassifizierung der chemischen Wärmebehandlung
Aufkohlen, Aufkohlen, Aufkohlen, Chromieren, Silikonisieren, Silikonisieren, Silikonisieren, Carbonitrieren, Borcarburieren
D. Gasaufkohlen
Beim Gasaufkohlen wird ein Werkstück in einen geschlossenen Gasaufkohlungsofen gelegt und auf eine Temperatur erhitzt, bei der sich der Stahl in Austenit umwandelt. Anschließend wird ein Aufkohlungsmittel in den Ofen getropft oder eine aufkohlende Atmosphäre direkt eingeleitet, wodurch Kohlenstoffatome in die Oberflächenschicht des Werkstücks diffundieren können. Dieser Prozess erhöht den Kohlenstoffgehalt (wc%) auf der Werkstückoberfläche.
√Aufkohlungsmittel:
•Kohlenstoffreiche Gase: Wie etwa Kohlegas, Flüssiggas (LPG) usw.
•Organische Flüssigkeiten: Wie Kerosin, Methanol, Benzol usw.
√Parameter des Aufkohlungsprozesses:
• Aufkohlungstemperatur: 920–950 °C.
• Aufkohlungszeit: Hängt von der gewünschten Tiefe der aufgekohlten Schicht und der Aufkohlungstemperatur ab.
E. Wärmebehandlung nach dem Aufkohlen
Stahl muss nach dem Aufkohlen einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Wärmebehandlungsprozess nach dem Aufkohlen:
√Abschrecken + Niedrigtemperatur-Anlassen
1. Direktes Abschrecken nach Vorkühlung + Niedrigtemperatur-Anlassen: Das Werkstück wird von der Aufkohlungstemperatur auf knapp über die Ar₁-Temperatur des Kerns vorgekühlt und dann sofort abgeschreckt, gefolgt von einem Niedrigtemperatur-Anlassen bei 160–180 °C.
2. Einzelnes Abschrecken nach dem Vorkühlen + Anlassen bei niedriger Temperatur: Nach dem Aufkohlen wird das Werkstück langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und dann zum Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur erneut erhitzt.
3. Doppeltes Abschrecken nach Vorkühlung + Anlassen bei niedriger Temperatur: Nach dem Aufkohlen und langsamen Abkühlen durchläuft das Werkstück zwei Stufen des Erhitzens und Abschreckens, gefolgt von einem Anlassen bei niedriger Temperatur.
Ⅴ.Chemische Wärmebehandlung von Stählen
1.Definition der chemischen Wärmebehandlung
Bei der chemischen Wärmebehandlung wird ein Stahlwerkstück in ein spezielles aktives Medium gelegt, erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. Dadurch können die aktiven Atome des Mediums in die Oberfläche des Werkstücks diffundieren. Dadurch verändern sich die chemische Zusammensetzung und die Mikrostruktur der Werkstückoberfläche und damit auch seine Eigenschaften.
2.Grundprozess der chemischen Wärmebehandlung
Zersetzung: Beim Erhitzen zersetzt sich das aktive Medium und setzt aktive Atome frei.
Absorption: Die aktiven Atome werden von der Oberfläche des Stahls adsorbiert und lösen sich in der festen Lösung des Stahls auf.
Diffusion: Die an der Oberfläche des Stahls absorbierten und gelösten aktiven Atome wandern ins Innere.
Arten der Induktionsoberflächenhärtung
a.Hochfrequenz-Induktionserwärmung
Aktuelle Frequenz: 250~300 kHz.
Tiefe der gehärteten Schicht: 0,5–2,0 mm.
Anwendungen: Zahnräder mit mittlerem und kleinem Modul und kleine bis mittelgroße Wellen.
b. Mittelfrequenz-Induktionserwärmung
Aktuelle Frequenz: 2500~8000 kHz.
Tiefe der gehärteten Schicht: 2–10 mm.
Anwendungen: Größere Wellen und Zahnräder mit großem bis mittlerem Modul.
c. Leistungsfrequenz-Induktionserwärmung
Stromfrequenz: 50 Hz.
Tiefe der gehärteten Schicht: 10–15 mm.
Anwendungen: Werkstücke, die eine sehr tiefe Härtungsschicht erfordern.
3. Induktionsoberflächenhärtung
Grundprinzip der induktiven Oberflächenhärtung
Hauteffekt:
Wenn Wechselstrom in der Induktionsspule einen Strom auf der Oberfläche des Werkstücks induziert, konzentriert sich der Großteil des induzierten Stroms in der Nähe der Oberfläche, während im Inneren des Werkstücks fast kein Strom fließt. Dieses Phänomen wird als Skin-Effekt bezeichnet.
Prinzip der induktiven Oberflächenhärtung:
Durch den Skin-Effekt wird die Oberfläche des Werkstücks schnell auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt (Anstieg auf 800–1000 °C in wenigen Sekunden), während das Innere des Werkstücks nahezu unbeheizt bleibt. Anschließend wird das Werkstück durch Wasserbesprühen abgekühlt, wodurch eine Oberflächenhärtung erreicht wird.
4. Sprödigkeit durch Temperierung
Anlasssprödigkeit in gehärtetem Stahl
Anlasssprödigkeit bezeichnet das Phänomen, dass die Schlagzähigkeit von gehärtetem Stahl beim Anlassen bei bestimmten Temperaturen deutlich abnimmt.
Erste Art der Anlasssprödigkeit
Temperaturbereich: 250 °C bis 350 °C.
Charakteristik: Wird gehärteter Stahl in diesem Temperaturbereich angelassen, ist die Wahrscheinlichkeit einer solchen Anlasssprödigkeit sehr hoch und kann nicht ausgeschlossen werden.
Lösung: Vermeiden Sie das Anlassen von gehärtetem Stahl in diesem Temperaturbereich.
Die erste Art der Anlasssprödigkeit wird auch als Anlasssprödigkeit bei niedrigen Temperaturen oder als irreversible Anlasssprödigkeit bezeichnet.
Ⅵ.Temperieren
1. Das Anlassen ist ein abschließender Wärmebehandlungsprozess, der auf das Abschrecken folgt.
Warum müssen gehärtete Stähle angelassen werden?
Mikrostruktur nach dem Abschrecken: Nach dem Abschrecken besteht die Mikrostruktur von Stahl typischerweise aus Martensit und Restaustenit. Beide sind metastabile Phasen und wandeln sich unter bestimmten Bedingungen um.
Eigenschaften von Martensit: Martensit zeichnet sich durch eine hohe Härte, aber auch eine hohe Sprödigkeit aus (insbesondere bei nadelförmigem Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt), die den Leistungsanforderungen für viele Anwendungen nicht gerecht wird.
Merkmale der Martensitumwandlung: Die Umwandlung in Martensit erfolgt sehr schnell. Nach dem Abschrecken weist das Werkstück innere Restspannungen auf, die zu Verformungen oder Rissen führen können.
Fazit: Das Werkstück kann nach dem Abschrecken nicht direkt verwendet werden! Das Anlassen ist notwendig, um innere Spannungen abzubauen und die Zähigkeit des Werkstücks zu verbessern, damit es für den Einsatz geeignet ist.
2. Unterschied zwischen Härtbarkeit und Härtungskapazität:
Härtbarkeit:
Die Härtbarkeit beschreibt die Fähigkeit von Stahl, nach dem Abschrecken eine bestimmte Härtungstiefe (die Tiefe der gehärteten Schicht) zu erreichen. Sie hängt von der Zusammensetzung und Struktur des Stahls ab, insbesondere von seinen Legierungselementen und der Stahlsorte. Die Härtbarkeit ist ein Maß dafür, wie gut der Stahl während des Abschreckprozesses über seine gesamte Dicke aushärten kann.
Härte (Härtungsvermögen):
Härte oder Härtbarkeit bezeichnet die maximale Härte, die nach dem Abschrecken im Stahl erreicht werden kann. Sie wird maßgeblich vom Kohlenstoffgehalt des Stahls beeinflusst. Ein höherer Kohlenstoffgehalt führt im Allgemeinen zu einer höheren potenziellen Härte, die jedoch durch die Legierungselemente des Stahls und die Wirksamkeit des Abschreckprozesses begrenzt werden kann.
3. Härtbarkeit von Stahl
√Konzept der Härtbarkeit
Unter Härtbarkeit versteht man die Fähigkeit von Stahl, nach dem Abschrecken von der Austenitisierungstemperatur eine bestimmte Tiefe martensitischer Härtung zu erreichen. Einfacher ausgedrückt handelt es sich um die Fähigkeit von Stahl, beim Abschrecken Martensit zu bilden.
Messung der Härtbarkeit
Die Größe der Härtbarkeit wird durch die Tiefe der gehärteten Schicht angegeben, die unter bestimmten Bedingungen nach dem Abschrecken erhalten wird.
Tiefe der gehärteten Schicht: Dies ist die Tiefe von der Oberfläche des Werkstücks bis zu dem Bereich, in dem die Struktur zur Hälfte aus Martensit besteht.
Gängige Abschreckmedien:
•Wasser
Eigenschaften: Sparsam mit starker Kühlleistung, hat aber eine hohe Abkühlrate in der Nähe des Siedepunkts, was zu übermäßiger Abkühlung führen kann.
Anwendung: Wird typischerweise für Kohlenstoffstähle verwendet.
Salzwasser: Eine Lösung aus Salz oder Alkali in Wasser, die im Vergleich zu Wasser eine höhere Kühlleistung bei hohen Temperaturen aufweist und sich daher für Kohlenstoffstähle eignet.
•Öl
Eigenschaften: Bietet eine langsamere Abkühlrate bei niedrigen Temperaturen (nahe dem Siedepunkt), wodurch die Tendenz zur Verformung und Rissbildung wirksam verringert wird, hat jedoch bei hohen Temperaturen eine geringere Kühlleistung.
Anwendung: Geeignet für legierte Stähle.
Typen: Umfasst Abschrecköl, Maschinenöl und Dieselkraftstoff.
Heizzeit
Die Heizzeit besteht sowohl aus der Heizrate (Zeit, die benötigt wird, um die gewünschte Temperatur zu erreichen) als auch aus der Haltezeit (Zeit, die auf der Zieltemperatur gehalten wird).
Grundsätze zur Bestimmung der Heizzeit: Sorgen Sie für eine gleichmäßige Temperaturverteilung im gesamten Werkstück, sowohl innen als auch außen.
Stellen Sie sicher, dass die Austenitisierung vollständig ist und dass der gebildete Austenit gleichmäßig und fein ist.
Grundlage zur Bestimmung der Heizzeit: Wird normalerweise mithilfe empirischer Formeln geschätzt oder durch Experimente ermittelt.
Abschreckmedien
Zwei Schlüsselaspekte:
a. Abkühlrate: Eine höhere Abkühlrate fördert die Bildung von Martensit.
b. Eigenspannung: Eine höhere Abkühlrate erhöht die Eigenspannung, was zu einer größeren Neigung zur Verformung und Rissbildung im Werkstück führen kann.
Ⅶ.Normalisieren
1. Definition der Normalisierung
Normalisieren ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem Stahl auf eine Temperatur von 30 °C bis 50 °C über der Ac3-Temperatur erhitzt, bei dieser Temperatur gehalten und anschließend luftgekühlt wird, um eine Mikrostruktur nahe dem Gleichgewichtszustand zu erhalten. Im Vergleich zum Glühen kühlt Normalisieren schneller ab, was zu einer feineren Perlitstruktur (P) sowie höherer Festigkeit und Härte führt.
2. Zweck der Normalisierung
Der Zweck des Normalisierens ist dem des Glühens ähnlich.
3. Anwendungen der Normalisierung
• Beseitigen Sie vernetzten sekundären Zementit.
•Dient als letzte Wärmebehandlung für Teile mit geringeren Anforderungen.
•Dient als vorbereitende Wärmebehandlung für Baustahl mit niedrigem und mittlerem Kohlenstoffgehalt, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern.
4.Arten des Glühens
Erste Art des Glühens:
Zweck und Funktion: Das Ziel besteht nicht darin, eine Phasenumwandlung herbeizuführen, sondern den Stahl von einem unausgeglichenen in einen ausgeglichenen Zustand zu überführen.
Typen:
•Diffusionsglühen: Ziel ist die Homogenisierung der Zusammensetzung durch Beseitigung der Entmischung.
• Rekristallisationsglühen: Stellt die Duktilität wieder her, indem die Auswirkungen der Kaltverfestigung beseitigt werden.
• Spannungsarmglühen: Reduziert innere Spannungen, ohne die Mikrostruktur zu verändern.
Zweite Art des Glühens:
Zweck und Funktion: Ziel ist die Veränderung der Mikrostruktur und der Eigenschaften, um eine perlitdominierte Mikrostruktur zu erreichen. Dieser Typ stellt außerdem sicher, dass die Verteilung und Morphologie von Perlit, Ferrit und Karbiden bestimmten Anforderungen entspricht.
Typen:
•Vollglühen: Erhitzt den Stahl über die Ac3-Temperatur und kühlt ihn dann langsam ab, um eine gleichmäßige Perlitstruktur zu erzeugen.
• Unvollständiges Glühen: Erhitzt den Stahl auf Temperaturen zwischen Ac1 und Ac3, um die Struktur teilweise umzuwandeln.
•Isothermes Glühen: Erhitzt den Stahl auf über Ac3, gefolgt von einer schnellen Abkühlung auf eine isotherme Temperatur und Halten, um die gewünschte Struktur zu erreichen.
• Kugelglühen: Erzeugt eine kugelförmige Karbidstruktur, die die Bearbeitbarkeit und Zähigkeit verbessert.
Ⅷ.1.Definition der Wärmebehandlung
Unter Wärmebehandlung versteht man einen Prozess, bei dem Metall erhitzt, auf einer bestimmten Temperatur gehalten und dann im festen Zustand abgekühlt wird, um seine innere Struktur und Mikrostruktur zu verändern und so die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
2. Eigenschaften der Wärmebehandlung
Durch die Wärmebehandlung wird nicht die Form des Werkstücks verändert, sondern die innere Struktur und Mikrostruktur des Stahls, was wiederum die Eigenschaften des Stahls verändert.
3. Zweck der Wärmebehandlung
Der Zweck der Wärmebehandlung besteht darin, die mechanischen oder Verarbeitungseigenschaften von Stahl (oder Werkstücken) zu verbessern, das Potenzial des Stahls voll auszuschöpfen, die Qualität des Werkstücks zu verbessern und seine Lebensdauer zu verlängern.
4.Wichtige Schlussfolgerung
Ob sich die Eigenschaften eines Werkstoffs durch eine Wärmebehandlung verbessern lassen, hängt entscheidend davon ab, ob es während des Erwärmungs- und Abkühlungsprozesses zu Veränderungen seiner Mikrostruktur und Struktur kommt.
Veröffentlichungszeit: 19. August 2024