Beim Härten von Metallen, insbesondere von Stählen, wird das Material auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt. Diese Temperatur liegt in der Regel über 900 °C, was etwa 1652 °F entspricht. Diese hohe Temperatur ist erforderlich, um die innere Struktur des Metalls von Ferrit zu Austenit zu verändern. Austenit ist entscheidend für den nächsten Schritt, das schnelle Abkühlen, das so genannte Abschrecken.
Welche Temperatur wird beim Härten verwendet? (Die 4 wichtigsten Schritte werden erklärt)
1. Austenitisierungstemperatur
Der Härteprozess beginnt mit dem Erhitzen des Metalls auf eine bestimmte Temperatur, die Austenitisierungstemperatur. Diese Temperatur kann je nach Art des Metalls und seiner Zusammensetzung variieren. Bei Stählen liegt diese Temperatur in der Regel zwischen 1500°F und 1600°F, was etwa 815°C bis 870°C entspricht. Bei dieser Temperatur ändert sich die Kristallstruktur des Stahls von Ferrit zu Austenit. Austenit ist eine Hochtemperaturphase des Stahls, die für die Bildung von Martensit beim Abschrecken unerlässlich ist.
2. Haltezeit
Nach Erreichen der Austenitisierungstemperatur wird der Stahl für eine bestimmte Zeit bei dieser Temperatur gehalten. Diese Haltezeit beträgt in der Regel eine Stunde für jeden Zoll der Metalldicke. Dieser Schritt stellt sicher, dass die Umwandlung in Austenit im gesamten Metall gleichmäßig erfolgt, was für eine gleichmäßige Härtung wichtig ist.
3. Abschrecken
Nach der Erwärmungs- und Haltephase wird der Stahl schnell abgekühlt, ein Vorgang, der als Abschrecken bezeichnet wird. Das Abschrecken erfolgt in der Regel in Medien wie Öl, Wasser, Sole oder Gas, je nach den spezifischen Anforderungen und der Art des Stahls. Die schnelle Abkühlung von der Austenitisierungstemperatur auf Raumtemperatur bewirkt die Umwandlung des Austenits in Martensit, eine harte und spröde Phase des Stahls.
4. Anlassen
Nach dem Härten wird der Stahl häufig angelassen, um seine Härte und Sprödigkeit zu verringern, damit er dehnbarer wird und unter Belastung weniger leicht reißt. Beim Anlassen wird der Stahl auf eine niedrigere Temperatur erwärmt, in der Regel unter 500 °C oder 932 °F, und dann langsam abgekühlt. Durch diesen Prozess wird der Martensit verändert, wodurch er zäher und für verschiedene Anwendungen besser geeignet wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beim Härten von Stählen verwendete Temperatur von entscheidender Bedeutung ist und sorgfältig kontrolliert werden muss, um die gewünschte Härte und die mechanischen Eigenschaften zu erzielen. Bei diesem Verfahren wird der Stahl über seine obere kritische Temperatur erhitzt, auf dieser Temperatur gehalten und dann schnell abgekühlt, um Martensit zu bilden. Durch anschließendes Anlassen wird die Härte und Duktilität an die spezifischen Anwendungsanforderungen angepasst.
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