Grundlagen der Wärmebehandlung

Zusammenfassung

Die Zustandsdiagramme geben denjenigen Zustand an, den der Stoff abhängig von der Temperatur im Gleichgewicht anstrebt. Viele wichtige Werkstoffeigenschaften werden aber durch Zustände erzielt, die auf dem Wege zum Gleichgewicht entstehen, aber noch nicht dem endgültigen Gleichgewichtszustand entsprechen. Wesentliches Element einer solchen Behandlung des Werkstoffs ist eine kontrollierte Erwärmung. Oft werden diese Wärmebehandlungen nach dem technischen Ziel benannt: Härten, Aushärten, Weichglühen, Spannungsfreiglühen. Ziel der Wärmebehandlung kann auch sein, eine bestimmte Korngröße oder Textur herzustellen. Beim Nitrierhärten oder Einsatzhärten (Aufkohlen) von Stahl dringen während der Erwärmung Atome aus der Umgebung in den Werkstoff ein. In einigen Fällen wird auch durch eine Kältebehandlung, zum Beispiel durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff, die Eigenschaft eines Werkstoffs — meist in Zusammenhang mit martensitischer Umwandlung, verbessert. Der Verlauf von Wärmebehandlungen wird in Temperatur-Zeit-Diagrammen dargestellt (Bild 3.1 a-d). Die Temperaturen T folgen aus den Zustandsdiagrammen. Glühdauer, Aufheiz-und Abkühlgeschwindigkeiten werden durch Diffusionsvorgänge bestimmt. Dadurch erhalten wir die Zeit t als neue Variable ($\dot{T} = {{{dT}} \left/ {{dt}} \right.}$ Aufheiz-, Abkühlgeschwindigkeit). Wärmebehandlungen werden oft kombiniert mit anderen Einflüssen auf den Werkstoff:

• thermomechanische (Kap. 3.5),

• thermochemische (Kap. 8.5 Einsatzhärten) und

• thermomagnetische (Kap. 5.4 Magnetfeldglühung)

Behandlung.