Wärmebehandlung von Stählen

Durch Wärmebehandlungen werden bei Stählen Gefüge- und Zustandsänderungen angestrebt, die die Verarbeitungs- und/oder Gebrauchseigenschaften in günstiger Weise beeinflussen. Man unterscheidet Diffusions-, Grobkorn-, Normal-, Weich-, Spannungsarm- und Rekristallisationsglühen. Diese Wärmebehandlungsverfahren umfassen alle die Schritte Erwärmen, Halten und langsames Abkühlen. Bild 32-1 zeigt schematisch die Zeit-Temperatur-Folge bei solchen Wärmebehandlungen. Die Erwärmdauer

t

e

umfasst die Anwärmdauer

t

an

, in der die Werkstückoberfläche auf die Haltetemperatur

T

h

, gelangt, und die zusätzlich erforderliche Durchwärmdauer

t

d

, in der das Werkstoffinnere die Haltetemperatur erreicht. Während der Erwärmdauer

t

e

treten als Folge der Wärmeleitung umso größere Temperaturunterschiede zwischen Werkstoffoberfläche und -innerem auf, je schneller bei gegebenen Werkstoffabmessungen erwärmt wird und je größer bei gegebener Anwärmdauer die Abmessungen sind. Eine kleine Wärmeleitfähigkeit steigert die auftretenden Temperaturunterschiede und begünstigt die damit gekoppelte Ausbildung thermischer Spannungen (vgl. V31). Deshalb müssen bei Wärmebehandlungen die Erwärmgeschwindigkeiten den Werkstückabmessungen angepasst werden. Aber auch beim Abkühlen bestimmen die Werkstückabmessungen und die Wärmeleitfähigkeit die sich ausbildenden Temperaturunterschiede. Deshalb müssen auch die Abkühlgeschwindigkeiten hinreichend langsam gewählt werden, wenn nach dem Abkühlen von hohen Temperaturen auf Raumtemperatur eigenspannungsarme Zustände vorliegen sollen. Für unlegierte Stähle lassen sich die bei den genannten Wärmebehandlungen zweckmäßigerweise zu wählenden Haltetemperaturen

T

h

an Hand des Eisen-Eisencarbid-Diagramms (vgl. V14) und aus Bild 32-2 bis Bild 32-5 sowie Bild 32-7 und Bild 32-8 festlegen. Die Haltedauern

t

h

werden meist auf Grund vorliegender Erfahrungen gewählt.