Das Härten von Stahl kann tatsächlich seine Abmessungen verändern. Bei diesem Verfahren wird der Stahl auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt. Diese schnelle Abkühlung, die als Abschrecken bezeichnet wird, verändert die Mikrostruktur des Stahls und erhöht seine Härte und Verschleißfestigkeit. Dieses Verfahren kann jedoch auch zu Verformungen oder Maßänderungen des Stahls führen, da sich das Material ungleichmäßig zusammenzieht.
Verändert das Härten von Stahl die Abmessungen? 4 wichtige Punkte zum Verständnis
1. Erhitzen und Abschrecken
Wenn Stahl auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, in der Regel zwischen 1500°F und 1600°F, verwandelt er sich in Austenit, eine Hochtemperaturphase des Stahls. Durch schnelles Abkühlen oder Abschrecken wird dieser Austenit dann in Martensit umgewandelt, eine harte und spröde Form von Stahl. Diese schnelle Umwandlung von einer Hochtemperaturphase in eine Niedrigtemperaturphase kann zu erheblichen inneren Spannungen und ungleichmäßiger Kontraktion führen, was wiederum Maßänderungen zur Folge hat.
2. Abmessungsänderungen durch Abschrecken
Die ungleichmäßige Abkühlung beim Abschrecken kann dazu führen, dass sich Teile des Stahls stärker zusammenziehen als andere, was zu Verwerfungen oder Verformungen führt. Dies gilt insbesondere für komplexe Formen oder große Querschnitte, bei denen die Abkühlungsraten über das gesamte Teil hinweg erheblich variieren können.
3. Nachhärtungsprozesse zur Beherrschung von Verformungen
Nach dem Härten wird der Stahl häufig angelassen, um seine Härte und Sprödigkeit zu verringern, was ebenfalls zur Reduzierung des Verzugs beiträgt. Beim Anlassen wird der Stahl auf eine niedrigere Temperatur erwärmt, was eine gewisse Entspannung der inneren Spannungen ermöglicht und zur Stabilisierung der Abmessungen beitragen kann. Verfahren wie das örtliche Härten (Flammen- oder Induktionshärten) und das Nitrieren werden eingesetzt, um bestimmte Bereiche eines Teils zu härten und gleichzeitig die Änderungen der Gesamtabmessungen zu minimieren. Bei diesen Verfahren wird die Oberfläche selektiv gehärtet, wodurch die Auswirkungen auf die Gesamtform und -größe des Teils verringert werden.
4. Auswirkungen auf die Materialeigenschaften
Das Härten erhöht zwar die Härte und Verschleißfestigkeit von Stahl, kann aber auch zu Sprödigkeit führen. Das Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit ist von entscheidender Bedeutung, und nachfolgende Anlaßverfahren werden eingesetzt, um dieses Gleichgewicht zu korrigieren, ohne die Abmessungen wesentlich zu verändern.
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