Fachwörter-Lexikon
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Randschichthärteverfahren
Ziel ist es, dem Werkstoff eine harte und verschleißbeständige Oberfläche zu verleihen. Die chemische Zusammensetzung der Randschicht wird bei diesen Verfahren nicht verändert, wohl aber das Gefüge. Die oberflächennahe Schicht wird durch eine intensive Energieeinwirkung auf Härtetemperatur erwärmt (austenitisiert). Für die Verfahren des Randschichthärtens (außer Tauchhärten) ist es dabei kennzeichnend, dass mit hoher Geschwindigkeit erwärmt und unmittelbar anschließend abgeschreckt wird. Es muss eine ausreichende Austenitisierung sichergestellen werden. Das Randschichthärten kann für alle Eisenwerkstoffe, die einen Mindestkohlenstoffgehalt von 0,3% und eine Austenitumwandlung aufweisen, angewandt werden. Hierzu zählen beispielsweise die unlegierten Baustähle, Vergütungsstähle, Werkzeugstähle und der Stahlguss. Der maximale Kohlenstoffgehalt sollte 0,75 % jedoch nicht überschreiten, da sonst die Rissneigung sowie die Gefahr der Bildung von Restaustenit zunimmt.
Nach dem angewandten Wärmverfahren unterscheidet man folgende Randschichthärteverfahren: Tauchhärten, Flammhärten, Induktionshärten, Laserstrahlhärten, Elektronenstrahlhärten
Die maximal erreichbare Oberflächenhärte ist im Wesentlichen nur von der Menge des im Austenit gelösten Kohlenstoffs, also vom Kohlenstoffgehalt des Stahls sowie von den Austenitisierungsbedingungen (Härtetemperatur und Aufheizgeschwindigkeit) abhängig. Im Gegensatz zur Oberflächenhärte, die im Wesentlichen von der Menge des im Austenit gelösten Kohlenstoffs abhängt, nimmt mit zunehmendem Gehalt bestimmter Legierungselemente wie Mn, Cr, Mo, Ni und V die Härte in einer bestimmten Tiefe, die Einhärtungstiefe, zu.
Nichtrostende Stähle, austenitisch
Austenitische Chrom-Nickel-Stähle sind hochlegierte Stähle mit Legierungselementen von C < 0,15 %, Cr 16-28 %, Ni 6-32 %) Die Vorteile der austenitischen Cr-Ni-Stähle, im Vergleich zu den übrigen nichtrostenden Stahlgruppen, liegen in ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit (Ausnahme: Spannungsrisskorrosion), ihrer hervorragenden plastischen Verformbarkeit sowie ihrer guten Zähigkeit auch bei sehr tiefen Temperaturen. Der aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit erforderliche Chromgehalt von über 12 % würde zu einem überwiegend ferritischen Gefüge führen. Zur Bildung eines austenitischen Gefüges mit seinen sich von den übrigen Stahlsorten stark unterscheidenden Eigenschaften müssen austenitstabilisierende Legierungselementelemente in bestimmten Konzentrationen zulegiert werden. Nickel ist als starker Austenitbildner hierfür besonders gut geeignet. Durch Absenkung der Passivierungsstromdichte verbessert es zusätzlich die Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren. Das kfz-Gitter der Cr-Ni-Stähle weist eine sehr gute plastische Verformbarkeit mit Bruchdehnungen bis zu 50 % auf. Sie liegen damit mindestens doppelt so hoch wie im Vergleich zu anderen Stahlsorten.
Polieren - Einflusszone
Beim Polieren - vor allem beim manuellen Polieren an Polierrädern - wird die Metalloberfläche einer starken thermischen Belastung unterworfen. Dadurch wird das metallische Kristallgefüge bis in eine Tiefe von einigen Mikrometern verändert. In der Regel wird das Gefüge durch die schnelle Aufheizung und Abkühlung beim Polieren feinkristalliner. Diese Gefügeänderung kann sich beispielsweise in einer Änderung der Härte, der chemischen Beständigkeit oder auch der Beschichtbarkeit im Vergleich zu einer nicht polierten Oberflächen bemerkbar machen.