Zu den härtbaren Metallen gehören solche, die durch Ausscheidungshärtung gehärtet werden können, wie z. B. bestimmte Aluminiumlegierungen, und solche, die durch Wärmebehandlungsverfahren wie Abschrecken und Anlassen gehärtet werden können, vor allem Stahl und einige Kupferlegierungen.
Ausscheidungshärtende Legierungen:
- Das Ausscheidungshärten, auch bekannt als Aushärtung, ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das die Festigkeit von Legierungen, einschließlich bestimmter Aluminiumlegierungen, erhöht. Bei diesem Verfahren werden dem Grundmetall Elemente wie Kupfer, Magnesium, Silizium oder Zink zugesetzt, die dann intermetallische Verbindungen bilden, die sich in der Metallmatrix ablagern. Dieser Prozess umfasst in der Regel drei Stufen: Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern. Während der Alterung bilden sich die Ausscheidungen und verstärken das Metall. Beispiele für solche Legierungen sind:Serie 6xxx (Al-Si-Mg):
- Diese Aluminiumlegierungen, wie z. B. 6053, 6060, 6063, 6101, 6951 und 6061, sind ausscheidungshärtbar. Sie werden aufgrund ihrer guten Festigkeit und Verformbarkeit häufig für strukturelle Anwendungen verwendet.Serien 2xxx (Al-Cu) und 7xxx (Al-Zn-Mg):
Zu diesen Serien gehören Legierungen wie 2024 und 7075, die wegen ihrer hohen Festigkeit sehr geschätzt sind und häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden. Aufgrund ihrer niedrigen Schmelzpunkte sind sie jedoch schwer zu löten.Wärmebehandlung und Härtung von Stählen:
- Stähle, insbesondere Kohlenstoffstähle und legierte Stähle, werden in der Regel durch Wärmebehandlungsverfahren gehärtet. Das gebräuchlichste Verfahren ist das Erhitzen des Stahls auf eine hohe Temperatur, um Austenit zu bilden, gefolgt von einer schnellen Abkühlung (Abschrecken), um Martensit, eine harte und spröde Phase des Stahls, zu bilden. Dieser wird dann angelassen, um die Sprödigkeit zu verringern und die Zähigkeit zu erhöhen. Dieser Härtungsprozess ist entscheidend für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern, wie z. B. bei Werkzeugen, Lagern und Strukturbauteilen.Andere Metalle:
Beryllium-Kupfer: Diese Legierung wird ebenfalls durch Wärmebehandlung gehärtet, wobei sie zur Bildung von Austenit erhitzt und dann zur Bildung von Martensit abgeschreckt wird. Sie wird wegen ihrer hohen Festigkeit und elektrischen Leitfähigkeit geschätzt, was sie für verschiedene industrielle Anwendungen nützlich macht.
Zusammenfassung:
