Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt können nicht gehärtet werden, da sie nicht genügend Kohlenstoff enthalten, um Martensit zu bilden. Das Härten ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem das Material auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt wird. Durch diese schnelle Abkühlung, die auch als Abschrecken bezeichnet wird, verändert sich die innere Struktur des Materials, wodurch es härter und verschleißfester wird.
Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt haben einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,25 %, was für die Bildung von Martensit nicht ausreichend ist. Martensit ist eine harte und spröde Phase, die sich bildet, wenn Kohlenstoffatome im Kristallgitter von Eisen eingeschlossen werden. Ohne ausreichenden Kohlenstoffgehalt können Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt diese Umwandlung nicht durchlaufen und können daher nicht gehärtet werden.
Andererseits können Materialien wie Stahl, Berylliumkupfer und Aluminium durch eine Wärmebehandlung gehärtet werden. Diese Werkstoffe haben einen höheren Kohlenstoffgehalt oder andere Legierungselemente, die es ihnen ermöglichen, beim Erhitzen und Abschrecken Martensit zu bilden. Andere wärmebehandelbare Legierungen wie Titan und Inconel können auch durch Ausscheidungshärtung gehärtet werden, wobei die Keimbildung an den Korngrenzen die Kristallmatrix verstärkt.
Das Härten wird eingesetzt, um die Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit von Werkstoffen zu verbessern. Sie wird häufig bei Anwendungen eingesetzt, bei denen das Material hohen Belastungen standhalten, verschleißfest sein oder seine Formstabilität beibehalten muss. Durch Erhitzen des Materials auf eine bestimmte Temperatur und anschließendes schnelles Abkühlen wird die innere Struktur des Materials umgewandelt, was zu einer härteren und stabileren kristallinen Struktur führt.
Das Abschrecken ist ein wesentlicher Bestandteil des Härtens. Nachdem das Material in einem Härteofen auf die gewünschte Temperatur erhitzt wurde, wird es für eine bestimmte Zeit, in der Regel eine Stunde pro Zoll Dicke, auf dieser Temperatur gehalten. Dadurch kann sich die innere Struktur verändern. Anschließend wird das Material schnell abgekühlt oder abgeschreckt, wobei je nach Material und gewünschten Eigenschaften ein Medium wie Öl, Luft, Wasser oder Salzlösung verwendet wird.
Während Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt aufgrund ihres unzureichenden Kohlenstoffgehalts nicht gehärtet werden können, können andere Werkstoffe wie Stahl, Berylliumkupfer und Aluminium durch Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden, die Erhitzen, Temperaturhalten und Abschrecken umfassen.
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