Bei der Wärmebehandlung ist die Art und Weise, wie Stahl erhitzt wird, entscheidend.
Verschiedene Stahlsorten erfordern unterschiedliche Erhitzungsverfahren, um bestimmte Ergebnisse zu erzielen.
Diese Ergebnisse können Normalisieren, Lösungsglühen oder Anlassen umfassen.
Der Erhitzungsprozess hängt von der Stahlsorte und der spezifischen Wärmebehandlungsmethode ab.
Wie sollte Stahl bei der Wärmebehandlung erwärmt werden? Die 7 wichtigsten Methoden werden erklärt
1. Normalisierende Wärmebehandlung
Beim Normalglühen wird der Stahl auf etwa 40 °C über seine kritische Temperatur erhitzt.
Dieses Verfahren wird in der Regel bei Eisenlegierungen angewandt, um eine gleichmäßige, perlitische Struktur zu erreichen.
Der Stahl wird eine Zeit lang auf dieser erhöhten Temperatur gehalten und dann an der Luft abgekühlt.
Der Zweck des Normalisierens besteht darin, die Zähigkeit zu erhöhen, innere Spannungen abzubauen und die Korngröße zu verfeinern.
Normalgeglühte Werkstoffe sind zäher als geglühte Werkstoffe und werden oft als letzte Behandlung vor der Verwendung eingesetzt.
2. Lösungsglühen von austenitischem nichtrostendem Stahl
Bei Rohren aus austenitischem rostfreiem Stahl der Serie 300 wird der Stahl auf 1050 bis 1150 °C erhitzt.
Dadurch werden alle Karbide im Austenit aufgelöst.
Nach einer kurzen Haltezeit wird der Stahl schnell auf etwa 350 °C abgekühlt.
Der Schlüssel zu diesem Prozess ist die schnelle Abkühlung mit einer Abkühlungsrate von 55°C/s.
Dadurch wird der Temperaturbereich von 550-850 °C vermieden, in dem Karbidausscheidungen auftreten können.
Diese Behandlung ist entscheidend für die Erhaltung der Oberflächengüte und der strukturellen Integrität des Stahls.
3. Glühen von ferritischem und martensitischem nichtrostendem Stahl
Bei ferritischem rostfreiem Stahl der Serie 400 ist die Erhitzungstemperatur niedriger, etwa 900 °C.
Durch langsames Abkühlen wird eine geglühte, erweichte Struktur erreicht.
Martensitischer nichtrostender Stahl kann sektionsweise abgeschreckt und anschließend angelassen werden.
Das Glühen trägt dazu bei, den Stahl weicher zu machen und seine Duktilität zu verbessern.
4. Anlassen
Beim Anlassen wird eine gehärtete oder normalisierte Eisenlegierung auf eine Temperatur unterhalb des Umwandlungsbereichs erhitzt.
Ziel ist es, die Sprödigkeit zu verringern und die durch die schnelle Abkühlung verursachten inneren Spannungen zu beseitigen.
Je nach Anlasstemperatur kann sich das Gefüge des Stahls in Troostit (bei 300-750°F) oder Sorbit (bei 750-1290°F) umwandeln.
Beide bieten unterschiedliche Festigkeits- und Duktilitätsniveaus.
5. Ofenatmosphären
Die Wahl der Ofenatmosphäre hängt von dem jeweiligen Wärmebehandlungsverfahren ab.
Exotherme Atmosphären verhindern zum Beispiel die Oberflächenoxidation während der Wärmebehandlung von Metallen.
Stark exotherme Bedingungen werden für Verfahren wie Anlassen und Glühen verwendet.
Magere exotherme Bedingungen sind für kohlenstoffarme Stähle geeignet, um eine Entkohlung zu verhindern.
6. Induktive Wärmebehandlung
Bei der induktiven Wärmebehandlung wird ein elektrischer Strom verwendet, um bestimmte Bereiche eines Stahlteils auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen.
Diese Methode ermöglicht eine präzise Steuerung des Härteprozesses.
Sie wirkt nur auf ausgewählte Bereiche, während andere unberührt bleiben.
Das Teil wird dann kontrolliert abgeschreckt, um die gewünschte Härte zu erreichen.
7. Sorgfältige Kontrolle von Heiztemperaturen, Haltezeiten und Abkühlraten
Jedes dieser Wärmebehandlungsverfahren erfordert eine sorgfältige Kontrolle der Heiztemperaturen, Haltezeiten und Abkühlraten.
Dadurch werden die gewünschten mechanischen Eigenschaften und das Gefüge des Stahls sichergestellt.
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