Welche stähle können durch einsetzen gehärtet werden?
Gefragt von: Tim Witt-Hahn | Letzte Aktualisierung: 10. Januar 2022sternezahl: 4.4/5 (73 sternebewertungen)
Für das Härten geeignete Werkstoffe sind Einsatzstähle bzw. Edelbaustähle, die sich durch einen verhältnismäßig niedrigen Kohlenstoffgehalt auszeichnen und unlegiert oder niedrig legiert sein können. Geeignete Stähle weisen einen Basiskohlenstoffgehalt von < 0,25 Masse % Kohlenstoff.
Welche Stähle können gehärtet werden?
Vorab: Nicht jeder Stahl lässt sich direkt härten. Damit er gehärtet werden kann, sollte er einen Kohlenstoffanteil von ca. einem Prozent aufweisen (Werkzeugstahl). Stähle mit geringerem Kohlenstoffanteil (0,7-0,8%) lassen sich ebenfalls härten, müssen aber legiert sein.
Wie funktioniert das Einsatzhärten?
Unter Einsatzhärten versteht man das Aufkohlen, Härten und Anlassen eines Werkstücks aus Stahl. Ziel des Einsatzhärtens ist ein weicher und zäher Kern bei gleichzeitig harter Oberfläche des Werkstoffs. Die Randschicht des Werkstücks wird in einem geeigneten Aufkohlungsmedium mit Kohlenstoff angereichert.
Was wird gehärtet?
Das Härten von Stahl ist eine Erhöhung seiner mechanischen Widerstandsfähigkeit durch gezielte Änderung seines Gefüges. Es kann durch Wärmebehandlung mit anschließendem schnellen Abkühlen erfolgen. Wird ein Metall plastisch verformt, so breiten sich im Werkstück Versetzungen aus.
Wie funktioniert aufkohlen?
Beim Aufkohlen werden diese Stähle mit Kohlenstoff angereichert, zumeist nur in der Randschicht. Dadurch bildet sich in der Randschicht mehr Martensit aus, sodass diese härter ist als der Kern des Werkstoffs. Dies ist beabsichtigt, da der Kern des Werkstücks in den meisten Fällen weich und zäh bleiben soll.
Die Welt der Werkstoffe, Wärmebehandlung der Stähle, Teil 1
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Wann muss man Aufkohlen?
Das Aufkohlen oder Einsetzen soll Stähle, die wegen ihres geringen Kohlenstoff-Gehaltes nicht oder nur schlecht zu härten sind, soweit mit Kohlenstoff anreichern, dass ein Härten möglich wird.
Wann muss Aufgekohlt werden?
Zur Erzielung einer hohen Randhärte muss das Werkstück zunächst aufgekohlt werden. Beim Aufkohlen wird das Werkstück in kohlenstoffabgebender Umgebung längere Zeit bei Temperaturen zwischen 880°C und 1050°C im Gebiet des homogenen Austenits geglüht (Abb.
Warum werden Bauteile gehärtet?
Das thermische Wärmebehandlungsverfahren „Härten“ wird angewendet, um Bauteilen und Werkzeugen eine ausreichende Härte und Festigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen – z.B. statischer oder dynamischer Verformung durch Zug, Druck, Biegung, Verschleiß - zu ver- leihen.
Warum ist Stahl so hart?
Stahl besteht zur Hauptsache aus dem chemischen Element Eisen, das in reiner Form weich ist. Mischt man dem Eisen im geschmolzenen Zustand andere Elemente wie Kohlenstoff, Chrom oder Nickel zu, wird es hart.
Was passiert beim Härten?
Beim Härten von Stahl wird das Gefüge des Metalls derartig umgewandelt, dass sich die mechanische Widerstandsfähigkeit des Metalls erhöht. Das Härtungsverfahren verlangt, dass man dem jeweiligen Werkstück Wärme zuführt und es anschließend schnell abkühlt.
Wie tief kann man Einsatzhärten?
Gängige Härtetiefen (CHD) liegen beim Einsatzhärten zwischen ca. 0,3 und 3 mm. Die Prozesstemperatur beim Aufkohlen liegt üblicherweise zwischen 880°C und 950°C.
Wie wird ein Stahl einsatzgehärtet?
Ablauf des Verfahrens Einsatzhärten
Durch den Aufkohlungsprozess wird die Randschicht zunächst mit Kohlenstoff angereichert. Der Kohlenstoff diffundiert dann von der angereicherten Oberfläche aus in Richtung Kern des Werkstücks. Der dazu benötigte Kohlenstoff wird dabei aus einem Kohlenstoff abgebenden Medium bezogen.
Wie funktioniert Randschichthärten?
Das Randschichthärten bietet mehrere Vorteile bei der Nutzung der dadurch gehärteten Stähle: Die Schwingfestigkeit des Stahls wird erhöht. Sie entsteht durch Druckeigenspannungen und Verspannungen in der Oberfläche des gehärteten Bauteils.
Welche Nachteile hat das Härten?
Nach dem Aufkohlen folgt wie beim normalen Härten das Glühen, Abschrecken und Anlassen. Ein Nachteil des Einsatzhärtens liegt darin, dass sich die Teile leicht verziehen und dass sie erst nach der Wärmebehandlung fertig bearbeitet (z. B. geschliffen) werden können.
Ist Stahl gehärtet?
Der Kern des Stahls behält dabei seinen ursprünglichen Kohlenstoffgehalt, also den Gehalt der eingesetzten Legierung. Anschließend wird der Stahl gehärtet, d. h. schnell zum Abkühlen gebracht (z. B. in Wasser, Härteöl oder einem gasförmigen Abschreckmedium).
Was macht den Stahl zäh?
In Stählen, die nicht wärmebehandelt wurden, bilden sich Strukturen, in denen relativ große Ferrit- und Zementitplatten abwechselnd gestapelt sind. Der weiche, gut verformbare Ferrit sorgt für Zähigkeit, die harten Karbide blockieren die Versetzungen und sorgen für Festigkeit.
Warum ist Metall so hart?
Hartmetalle sind Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, bei denen Hartstoffe, die als kleine Partikel vorliegen, durch eine Matrix aus Metall zusammengehalten werden. Hartmetalle sind dadurch etwas weniger hart als die reinen Hartstoffe, aber deutlich zäher.
Warum ist Stahl härter als Eisen?
Stahl, eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung
Stahl ist die andere Hauptlegierung von Eisen. ... Einmal gehärtet, wird Stahl sogar härter als Eisen. Seine Haupteigenschaften sind auf seinen Kohlenstoffgehalt zurückzuführen.
Was ist der härteste Stahl der Welt?
Toolox 44 (~45 HRC/450 HB) ist laut Hersteller der härteste fertige Werkzeugstahl der Welt. Obwohl hart und formstabil, lässt er sich gut maschinell bearbeiten. Die hohe Reinheit und gute Zähigkeit wird durch das Konzept mit geringem Kohlenstoffgehalt erreicht. Die Güte besitzt zudem ESU-Eigenschaften.
Was beeinflusst die einhärtetiefe?
Die Einhärtetiefe hängt quadratisch von der Zeit ab. Um eine doppelte Einhärtetiefe zu erreichen, muss man das Werkstück viermal so lange im Ofen belassen.
Welchen Zweck hat das Anlassen?
Das Anlassen oder Bläuen ist eine Wärmebehandlung, in der ein Werkstoff gezielt erwärmt wird, um seine Eigenschaften zu beeinflussen, insbesondere um Spannungen abzubauen, aber auch zu rein dekorativen Zwecken.
Wie funktioniert Nitrieren?
Das Nitrieren zielt auf die Oberflächenhärtung von Stählen unter Verwendung von Stickstoff ab. Die gehärtete Oberflächenschicht des betreffenden Stahls wird dadurch bis etwa 500°C hitzebeständig. Das Nitrieren erfolgt normalerweise bei Fertigungstemperaturen von rund 500 bis 520°C.
Welchen Vorteil hat das einsatzhärten?
Vorteile des Einsatzhärtens
Das Einsatzhärten dient dazu, bessere mechanische Eigenschaften zu erzielen, der Randschicht von Werkstücken und Werkzeugen aus Stahl eine wesentlich höhere Härte und dem Kern gleichzeitig eine höhere Festigkeit zu verleihen.
Wie ist die Einsatzhärtetiefe definiert?
Die Bestimmung der Einsatzhärtetiefe (Case Hardness Depth) ist in der Norm ISO 2639 definiert. Als Einsatzhärtetiefe (Chd) bezeichnet man jenen senkrechten Abstand von der Probenoberfläche bis zu der Schicht, die eine Grenzhärte von 550 HV aufweist.
Welche Eigenschaften erreicht man mit Vergüten?
Als Vergüten bezeichnet man ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen, bei dem das Härten mit anschließendem Anlassen kombiniert wird. Im Regelfall ist das Ziel der Härtung, ein hartes Gefüge bestehend aus Martensit, Bainit oder einem Gemisch aus diesen beiden zu erzeugen.