Die beiden wichtigsten Methoden zum Härten von Metallen sind das Durchhärten und das Einsatzhärten.
Durchhärtung Beim Durchhärten wird das gesamte Metallstück auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt, normalerweise durch Abschrecken in Öl, Wasser oder Luft. Dieser Prozess wirkt sich auf den gesamten Querschnitt des Metalls aus und erhöht gleichmäßig seine Härte und Festigkeit. Die Umwandlung erfolgt durch die schnelle Abkühlung, die die kristalline Struktur in eine härtere Form stabilisiert. Dieses Verfahren eignet sich für Metalle mit hohem Kohlenstoffgehalt, bei denen das gesamte Stück gehärtet werden muss.
Einsatzhärtung konzentriert sich auf die Oberfläche des Metalls und erzeugt eine harte, verschleißfeste Außenschicht, während ein weicherer, zäherer Kern erhalten bleibt. Dies wird durch verschiedene Verfahren wie Aufkohlen, Carbonitrieren, Nitrieren und Nitrocarburieren erreicht. Beim Aufkohlen zum Beispiel wird das Metall in einer kohlenstoffreichen Umgebung erhitzt, so dass der Kohlenstoff in die Oberfläche diffundieren kann. Anschließend wird das Werkstück abgeschreckt, um die angereicherte Oberflächenschicht zu härten. Dieses Verfahren eignet sich besonders für kohlenstoffarme Stähle, die zwar dehnbar sind, aber für viele Anwendungen keine ausreichende Härte aufweisen.
Beide Verfahren zielen darauf ab, die mechanischen Eigenschaften von Metallen, insbesondere Härte und Verschleißfestigkeit, zu verbessern, indem ihre Mikrostruktur durch kontrollierte Erwärmungs- und Abkühlungsprozesse verändert wird. Das Durchhärten wird im Allgemeinen angewendet, wenn eine gleichmäßige Härte im gesamten Metall erforderlich ist, während das Einsatzhärten bevorzugt wird, wenn ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Oberflächenhärte und Kernzähigkeit erforderlich ist.
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