Das Härten ist ein Wärmebehandlungsverfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffs, insbesondere seiner Härte und Festigkeit.
Bei diesem Verfahren wird das Material auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt.
Dies führt zu einer härteren und stabileren kristallinen Struktur.
Wie wirkt sich das Härten auf die mechanischen Eigenschaften aus? 7 wichtige Punkte, die zu beachten sind
1. Erhöhung der Streckgrenze
Das Härten führt zu einer Erhöhung der Streckgrenze des Werkstoffs.
Die Streckgrenze ist die maximale Spannung, der ein Werkstoff ohne bleibende Verformung standhalten kann.
Die erhöhte Streckgrenze macht das Material widerstandsfähiger gegen Verformung unter Last.
2. Erhöhung der Oberflächenhärte
Durch das Härten wird die Oberflächenhärte des Werkstoffs deutlich erhöht.
Die Oberflächenhärte ist ein Maß für die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffs gegenüber Eindrücken oder Kratzern.
Durch das Härten wird die Verschleiß- und Abriebfestigkeit des Materials verbessert.
3. Erhöhung der Sprödigkeit
Durch das Härten werden zwar die Festigkeit und die Härte eines Werkstoffs verbessert, aber auch seine Sprödigkeit nimmt zu.
Unter Sprödigkeit versteht man die Neigung eines Materials, ohne nennenswerte Verformung zu brechen oder zu zerbrechen.
Gehärtete Werkstoffe sind anfälliger für Sprödbrüche, insbesondere bei Stößen oder plötzlichen Belastungen.
4. Verbesserung von Festigkeit und Zähigkeit
Das Härten kann die Festigkeit und Zähigkeit eines Werkstoffs verbessern, aber es ist ein Kompromiss.
Die Erhöhung der Festigkeit eines Werkstoffs kann seine Zähigkeit verringern und zu Sprödigkeit führen.
Um diesen Zielkonflikt abzuschwächen, müssen gehärtete Teile möglicherweise angelassen oder zurückgezogen werden, um die Sprödigkeit zu verringern.
Beim Anlassen wird das gehärtete Material auf eine bestimmte Temperatur erwärmt und dann langsam abgekühlt.
Dieser Prozess trägt dazu bei, Härte, Festigkeit und Zähigkeit des Materials auszugleichen.
5. Verbesserung der magnetischen Eigenschaften
Bestimmte Werkstoffe, wie z. B. 1008 oder 316, können durch Kaltverfestigung an Magnetismus gewinnen.
Durch spezielle Glühverfahren kann die magnetische Permeabilität dieser Werkstoffe jedoch verringert werden.
Dies ist wichtig für elektronische Anwendungen.
6. Verbesserung der Bearbeitbarkeit und Zerspanbarkeit
Das Härten kann die Bearbeitbarkeit und Zerspanbarkeit eines Werkstoffs verbessern, indem innere Spannungen, die durch frühere Herstellungsprozesse verursacht wurden, beseitigt werden.
Ist ein Werkstoff zu hart, um ihn zu bearbeiten oder zu biegen, kann er geglüht oder spannungsarmgeglüht werden, um seine Härte zu verringern.
Ebenso kann ein Werkstoff, der sich bei der Bearbeitung verformt, spannungsarmgeglüht oder geglüht werden, um Verformungen zu vermeiden.
7. Verbesserung der Verschleißfestigkeit und der Dauerhaftigkeit
Das Härten kann die Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit eines Werkstoffs erheblich verbessern.
Durch das Härten des Materials, entweder an der Oberfläche (Einsatzhärtung) oder durchgehend (Durchhärtung), wird es fester, zäher und verschleißfester.
Dies ist besonders nützlich, um die Haltbarkeit von preiswerten Stählen zu erhöhen.
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