37. V37 Einsatzhärten

Das Einsatzhärten von Stählen umfasst die Eindiffusion von Kohlenstoff (möglicherweise zusätzlich Stickstoff; ein solcher Prozess wird als Carbonitrieren bezeichnet) in oberflächennahe Werkstoffbereiche bei hinreichend hohen Temperaturen und die anschließende martensitische Härtung, die entweder direkt oder nach geeignet gewählten Zwischenwärmebehandlungen erfolgt. Durch Einsatzhärten werden Werkstücke mit einer harten, verschleißbeständigen Randschicht hoher Festigkeit sowie zähem Kernbereich erzeugt. Dabei finden üblicher Weise sog. Einsatzstähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (un‑ und niedriglegierte Stähle mit weniger als 0,25 Masse‑% C) Anwendung. Zum „Einsetzen“ werden diese bei Temperaturen oberhalb A₃ einer Kohlenstoff liefernden Umgebung (Kohlenstoffspender, Kohlungsmittel) ausgesetzt und Randkohlenstoffgehalte zwischen etwa 0,7 und 1,0 Masse‑% angestrebt.

Als Kohlenstoffspender finden bei der Einsatzhärtung pulverförmige (Pulveraufkohlung; nur noch selten), flüssige (Salzbadaufkohlung) und gasförmige Medien (Gasaufkohlung) Anwendung. Von besonderer praktischer Bedeutung sind die Gasaufkohlungsverfahren, die in Atmosphären bei Normaldruck und zunehmend auch in Niederdruckatmosphären angewendet werden. Übliche Aufkohlungstemperaturen liegen zwischen 880 und 1000 °C. Der bei der Aufkohlung eines Einsatzstahls ablaufende Stofftransport kann prinzipiell in fünf Teilstufen aufgegliedert werden: