Page 330 - Werkstoffwelt

WERKSTOFFINFORMATIONEN Stähle
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Begriffe der Wärmebehandlung

Härten
Zweck des Härtens und Vergütens ist es, dem Stahl eine Eigenschaftskombination von Härte und Zähigkeit zu geben. Dabei wird der Stahl auf eine
für ihn angepasste Temperatur erwärmt und in Öl, Wasser oder Luft abgeschreckt.
Anlassen

Unter Anlassen versteht man ein Wiedererwärmen nach dem Abschrecken. Dies geschieht bei Temperaturen zwischen 150 und 300° C. Durch das
Härten werden innere Spannungen erzeugt. Alle richtig abgeschreckten Teile sind somit glashart. Zum Gebrauch benötigen sie eine gewisse Zähig-
keit, damit sie nicht schon durch einfaches Anstoßen zerbrechen. Durch das Anlassen werden diese Spannungen abgeschwächt, wobei ein ganz
geringer Härteverlust die Folge ist.

Vergüten
Das Vergüten ist ebenfalls ein Wiedererwärmen nach dem Härten, jedoch geschieht dies bei Temperaturen zwischen 450 und 650° C in
Abhängigkeit der späteren Verwendung. Durch das Vergüten sollen Konstruktionsstähle folgende Eigenschaften bekommen: Höhere Streckgrenze,
d. h. höhere zulässige Spannung oder eine höhere Zähigkeit; d.h.: starke Verformung von einem Bruch. Die Wahl dieser Eigenschaften hängt von der
Höhe der Temperatur ab. Für spezielle Konstruktionen mit diesen erforderlichen Eigenschaften verwendet man Vergütungsstähle nach
DIN EN 10083.

Aufkohlen (Einsatzhärten)
Zum Einsatzhärten verwendet man kohlenstoffarme Stahlsorten. Der Stahl befindet sich hierbei in einem Kohlenstoff abgebenden Medium
(zumeist Salzbad, Gas oder Pulver). Bei einer Temperatur von über 900° C diffundiert Kohlenstoff in die Außenseite des Stahls, so dass eine härt-
bare Schicht entsteht (je nach Dauer der Aufkohlung bis 3 mm Tiefe). Nach dem Abschrecken entsteht somit eine harte verschleißmindernde
Oberfläche und eine hohe Zähigkeit im Kern. Für spezielle Konstruktionen mit diesen erforderlichen Eigenschaften verwendet man Einsatzstähle
nach DIN EN 10084.

Nitrieren
In die Stahloberfläche diffundiert während des Glühprozesses bei ca. 400 – 580° C in einem Stickstoff abgebenden Medium Stickstoff ein. Je nach
Art des Nitriermittels wird zwischen Salzbad, Plasma und Pulvernitrieren unterschieden. Beim Nitrierprozess sind verschiedene Varianten möglich,
welche den Schichtcharakter bestimmen.

Carbonitrieren
Hierbei tritt eine Aufnahme von Stickstoff und Kohlenstoff ein, wobei der Kohlenstoff das dominierende Medium ist. Die Arbeitstemperatur liegt
bei ca. 750° C. Es werden Schichtdicken von ca. 0,2 mm erreicht. Dieses Verfahren wird häufig bei unlegiertem Stahl angewandt.

Nitrocarbonieren
Hierbei tritt eine Aufnahme von Stickstoff und Kohlenstoff ein, wobei der Stickstoff das dominierende Medium ist. Die Nitrierschicht besteht
anschließend aus zwei Zonen. Eine sehr harte Außenschicht, ca. 0,02 mm und darunter eine noch härtere Schicht von ca. 0,2 mm. Dieses Verfahren
wird auch häufig als Nikotieren, Tenifieren, Cyanieren und Pulvernitrieren bezeichnet.

Plasmanitrieren
Hierbei wird das Nitriergas unter Einfluss eines elektrischen Feldes elektrisch leitend. Die in einer Retorte aufgehängten Werkstücke wirken hierbei
als Kathode. Durch Stoßenergie dringen die entstandenen Stickstoffionen (Plasma) in die Stahloberfläche ein. Die Dicke, Härte und Homo genität
der Nitrierschicht haben hierbei die besten Ergebnisse.

Badnitrieren
Das Badnitrieren wird in einer Salzschmelze durchgeführt. Im Salzbad diffundiert der darin enthaltene Stickstoff in die Werkstückoberfläche ein.
Durch die niedrigen Arbeitstemperaturen von ca. 580° C tritt nur eine geringe Maßänderung auf.

Reingasnitrieren
Durch den Stickstoffspender Ammoniakgas werden Härtetiefen bis 0,4 mm erreicht. Der Vorgang ist nur bei legierten Stahlsorten anwendbar und
dauert mehrere Tage.

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