Wärmebehandlungsverfahren:Arten, Methoden, Verfahren, Anwendungen (PDF)

In diesem Artikel erfahren Sie, was der Wärmebehandlungsprozess ist ? Seine Methoden , Typen , und den Zweck , Verfahren , Bewerbung der Wärmebehandlung. Die Wärmebehandlung ist ein wesentlicher Vorgang im Herstellungsprozess von Maschinenteilen und Werkzeugen.

Was ist Wärmebehandlung?

Wärmebehandlung ist definiert als ein Vorgang, bei dem ein Metall oder eine Legierung im festen Zustand erhitzt und abgekühlt wird, um bestimmte wünschenswerte Eigenschaften zu erhalten, ohne die Zusammensetzung zu ändern.

Der Prozess der Wärmebehandlung wird durchgeführt, um die Korngröße zu ändern, die Struktur des Materials zu modifizieren und die Spannungen abzubauen, die das Material nach der Warm- oder Kaltbearbeitung aufgebaut haben.

• Die Wärmebehandlung dient der Verbesserung der Bearbeitbarkeit.
• Zur Verbesserung der magnetischen und elektrischen Eigenschaften.
• Um die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß, Hitze und Korrosion zu erhöhen und vieles mehr.

Wärmebehandlung besteht darin, das Metall nahe oder über seine kritische Temperatur zu erhitzen, die für eine bestimmte Zeit gehalten wird, um das Metall schließlich in einem Medium abzukühlen, das Luft, Wasser, Sole oder geschmolzene Salze sein kann. Der Wärmebehandlungsprozess umfasst Glühen, Einsatzhärten, Anlassen, Normalisieren und Abschrecken, Nitrieren, Cyanidieren usw.

Arten von Wärmebehandlungsprozessen

Im Folgenden sind die verschiedenen Arten von Wärmebehandlungsprozessen aufgeführt:

1. Glühen
2. Normalisierung
3. Härtung
4. Tempern
5. Nitrieren
6. Zyanidierung
7. Induktionshärten
8. Flammhärtung

• Was ist ein Metallgussverfahren? Eine vollständige Anleitung
• Liste der mechanischen Eigenschaften von Materialien

Arten der Wärmebehandlung

1. Glühen

Das Glühen ist einer der wichtigsten Prozesse der Wärmebehandlung. Es ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren bei der Wärmebehandlung von Eisen und Stahl und wird als Enthärtungsprozess definiert.

Erhitzen von 30–50 °C über die obere kritische Temperatur und Abkühlen mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit durch Suchen im Ofen. Das Hauptziel des Glühens besteht darin, Stahl duktiler und formbarer zu machen und innere Spannungen zu beseitigen. Dieser Prozess macht den Stahl weich, sodass er leicht bearbeitet werden kann.

1.1 Zweck des Glühens

• Es macht Stahl weicher und verbessert seine Bearbeitbarkeit.
• Um die Korngröße zu verfeinern und Gase zu entfernen.
• Es entfernt die inneren Spannungen, die während des vorherigen Prozesses entstanden sind.
• Um die gewünschte Duktilität, Formbarkeit und Zähigkeit zu erreichen.
• Es modifiziert die elektrischen und magnetischen Eigenschaften.

1.2 Verfahren zum Glühen

Je nach Kohlenstoffgehalt wird der Stahl auf eine Temperatur von etwa 50 bis 55 °C über seinem kritischen Temperaturbereich erhitzt. Abhängig von der Art des Ofens und der Art der Arbeit wird es für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur gehalten. Der Stahl darf dann im Ofen ständig abkühlen.

1.3 Anwendung des Glühens

Es wird auf Guss- und Schmiedestücke angewendet.

2. Normalisierung

Normalisierung:Das Hauptziel der Normalisierung ist Entfernen Sie die nach dem Kaltbearbeitungsprozess entwickelten inneren Spannungen. Dabei wird Stahl 30 – 50 °C über seine obere kritische Temperatur erhitzt und an der Luft abgekühlt.

Es verbessert die mechanischen und elektrischen Eigenschaften, die Bearbeitbarkeit und die Zugfestigkeit. Normalisieren ist der Prozess der Wärmebehandlung, der durchgeführt wird, um die Struktur des normalen Zustands wiederherzustellen.

2.1 Zweck der Normalisierung

• Förderung der Einheitlichkeit der Struktur.
• Zur Sicherung der Kornverfeinerung.
• Um wünschenswerte Änderungen in den Eigenschaften von Stahl herbeizuführen.

2.2 Verfahren zur Normalisierung

Der Stahl wird auf eine Temperatur von etwa 40° bis 50°C über seiner oberen kritischen Temperatur erhitzt. Es wird für kurze Zeit auf dieser Temperatur gehalten. Der Stahl wird dann in ruhender Luft bei Raumtemperatur abkühlen gelassen, was als Luftabschreckung bekannt ist.

2.3 Anwendung der Normalisierung

• Es wird auf Guss- und Schmiedestücke angewendet, um die Kornstruktur zu verfeinern und Spannungen abzubauen.
• Es wird nach der Kaltbearbeitung wie Walzen, Stanzen und Hämmern aufgetragen.

3. Härten

Härten:Das Hauptziel des Härteprozesses ist es, zu machen Stahl hart zäh. Bei diesem Verfahren wird Stahl 30 ° – 40 °C über die obere kritische Temperatur erhitzt und anschließend durch Abschrecken in Wasser oder Öl weiter auf Raumtemperatur abgekühlt. Es ist der entgegengesetzte Prozess des Glühens.

3.1 Zweck der Härtung

• Durch Härten erhöht es die Härte von Stahl.
• Um Verschleiß zu widerstehen
• Ermöglicht dem Stahl, andere Metalle zu schneiden

3.2 Verfahren zum Härten

Der Stahl wird über seinen kritischen Temperaturbereich erhitzt. Es wird für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur gehalten. Der Stahl wird dann schnell in einem Abschreckmedium abgekühlt.

Das Abschreckmedium wird entsprechend dem gewünschten Härtegrad ausgewählt. Als Abschreckmedien werden Luft, Wasser, Salze, Öle und Salzschmelzen verwendet. Ein dünner Schnitt solcher Messerklingen wird an Luft gekühlt. Wasser ist ein weit verbreitetes Medium, aber es führt zur Bildung von Blasen auf der Oberfläche des Metalls.

Daher wird Salzlösung verwendet, um dies zu verhindern. Öl wird verwendet, wenn die Gefahr des Verzugs an Rissen besteht und ist für legierte Stähle geeignet. Die geschmolzenen Salze werden zum Kühlen von Dünnschliffen verwendet, um rissfreie und schlagfeste Produkte zu erhalten.

3.3 Anwendung des Härtens

Es wird für Meißel, Vorschlaghammer, Handhammer, Körner, Gewindebohrer, Matrizen, Fräser, Messerklingen und Zahnräder verwendet.

4. Anlassen

Anlassen:Wenn der Härteprozess eine Stahlprobe härtet, wird sie spröde und hat eine hohe Eigenspannung. Es ist ein Vorgang, der verwendet wird, um die Eigenschaften von durch Abschrecken gehärtetem Stahl zu modifizieren, um seine Nützlichkeit zu erhöhen.

Das Anlassen oder Ziehen führt zu einer Verringerung der Sprödigkeit und zum Abbau von inneren Spannungen, die während des Härtens verursacht wurden. Stahl muss nach dem Härteprozess angelassen werden.

Das Anlassen wird in drei Kategorien unterteilt, je nach Nützlichkeit des erforderlichen Stahls.

• Anlassen bei niedriger Temperatur.
• Anlassen bei mittlerer Temperatur.
• Hochtemperaturanlassen.

4.1 Zweck der Härtung

• Zum Abbau innerer Verspannungen durch Verhärtung.
• Um die Sprödigkeit zu reduzieren.
• Verbesserung der Duktilität, Festigkeit und Zähigkeit.
• Um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen.
• Um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erhalten.

4.2 Verfahren zum Anlassen

Der Stahl wird nach dem Abschrecken im Härteprozess wieder auf eine Temperatur erwärmt, die geringfügig über dem Temperaturbereich liegt, in dem er verwendet werden soll, aber unter der unteren kritischen Temperatur. Die Temperatur variiert hier zwischen 100°C und 700°C.

Die Wiedererwärmung erfolgt in einem Bad aus Öl oder geschmolzenem Blei oder geschmolzenem Salz. Die Probe wird eine Zeit lang im Bad gehalten, bis sie die Temperatur gleichmäßig erreicht hat, die Zeit hängt von der Zusammensetzung und der gewünschten Qualität des Stahls ab. Nun wird die Probe aus dem Bad genommen und an ruhender Luft langsam abgekühlt.

4.3 Anwendung des Anlassens

Es wird auf Schneidwerkzeuge, Werkzeuge und Zahnräder angewendet, die durch den Härteprozess gehärtet werden.

5. Nitrieren

Nitrieren ist der Vorgang des Einsatz- oder Oberflächenhärtens, bei dem Stickstoffgas verwendet wird, um eine harte Metallhaut zu erhalten. Bei diesem Verfahren wird Stahl in Gegenwart von Ammoniak erhitzt.

Dadurch wird ein Stickstoffatom abgelagert und macht das Material hart. Objekte zum Induktionshärten und Flammhärten werden durch eine Sauerstoff-Acetylen-Flamme erhitzt.

5.1 Zweck des Nitrierens

• Um die Oberfläche des Stahls bis zu einer bestimmten Tiefe zu härten.
• Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Ermüdung.
• Um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.

5.2 Verfahren zum Nitrieren

Es wird im Elektroofen durchgeführt, wo eine Temperatur zwischen 450° und 510°C aufrechterhalten wird. Das Teil ist gut bearbeitet und fertiggestellt und in einen luftdichten Behälter gegeben, der mit Auslass- und Einlassrohren versehen ist, durch die Ammoniakgas zirkuliert wird.

Der Behälter mit dem Teil wird in den Ofen gestellt und Ammoniakgas wird hindurchgeleitet, während der Ofen erhitzt wird.

Während des Erwärmungsprozesses wird aus Ammoniak Stickstoffgas in Form von atomarem Stickstoff freigesetzt, der mit der Oberfläche des Teils reagiert und Eisennitrat bildet.

Die Eintrittstiefe hängt von der Zeitdauer ab, die bei der Nitriertemperatur verbracht wird. Das Teil wird herausgenommen und erfordert kein Abschrecken oder weitere Wärmebehandlung.

5.3 Anwendung des Nitrierens

• Es wird zum Härten der Oberfläche von legierten Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt verwendet.

6. Cyanidierung

Cyanidierung:Bei diesem Verfahren wird Stahl in Gegenwart von Natriumcyanid erhitzt. Dadurch lagern sich Kohlenstoff- und Stickstoffatome auf der Stahloberfläche ab und machen ihn hart.

6.1 Zweck der Cyanidierung

• Diese Methode ist effektiv zur Erhöhung der Ermüdungsgrenze von mittelgroßen und kleinen Teilen wie Zahnrädern, Wellen, Kolbenbolzen usw.
• Zur Erhöhung der Oberflächenhärte.
• Verschleißfestigkeit erhöhen.
• Um der gehärteten Oberfläche ein sauberes, helles und ansprechendes Aussehen zu verleihen.

6.2 Produkte für die Cyanidierung

Die zu behandelnden Teile werden in ein geschmolzenes Cyanidsalzbad getaucht, das auf einer Temperatur von 950ºC gehalten wird. Die verwendeten geschmolzenen Salze sind Natriumchlorid, Natriumcarbonat, Natriumcyanid und Sodaasche.

Der eingetauchte Gegenstand wird in dem geschmolzenen Cyanidsalz bei einer Temperatur von 950°C für etwa 15 bis 20 Minuten belassen. Die Zersetzung von Natriumcyanid ergibt Stickstoff und Kohlenstoff aus Kohlenmonoxid, das in die Oberfläche eindiffundiert, was zu einer Härtung der Oberfläche führt. Das Teil wird dann aus dem Bad genommen und in Wasser oder Öl abgeschreckt.

6.3 Anwendung der Zyanidbehandlung

• Es wird für kleine Artikel wie Zahnräder, Buchsen, Schrauben, Stifte und kleine Handwerkzeuge verwendet, die eine dünne und verschleißfeste Oberfläche benötigen.

7. Aufkohlen

Aufkohlen:Bei diesem Prozess wird Stahl in Gegenwart von Kohlenstoffumgebung erhitzt. Dadurch lagern sich Kohlenstoffatome auf der Metalloberfläche ab und machen diese hart.

8. Einsatzhärten oder Oberflächenhärten

Das Hauptziel dieses Prozesses besteht darin, die einzige äußere Oberfläche des Stahls hart und den inneren Kern weich zu machen. Es ist der Prozess der Aufkohlung, d. h. das Sättigen der Oberflächenschicht des Stahls mit Kohlenstoff, oder ein anderer Prozess, bei dem der Einsatz gehärtet wird und der Kern weich bleibt.

8.1 Zweck der Einsatzhärtung

• Zur Erzielung einer harten und verschleißfesten Beschaffenheit von Maschinenteilen.
• Durch Einsatzhärten erhält es einen zähen Kern.
• Um eine höhere Ermüdungsgrenze und hohe mechanische Eigenschaften im Kern zu erreichen.

Zweck der Wärmebehandlung von Stahl

Im Folgenden sind die Zwecke der Wärmebehandlung aufgeführt.

• Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Härte, Duktilität, Stoßfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
• Bearbeitbarkeit verbessern.
• Zum Abbau der inneren Spannungen des Metalls, die während der Kalt- oder Warmumformung hervorgerufen werden.
• Um die Korngröße zu ändern oder zu verfeinern.
• Verbesserung der magnetischen und elektrischen Eigenschaften.
• Erhöhen Sie die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit.
• Zur Erhöhung der Oberflächenhärte.

---

Schlussfolgerung

Wir hoffen, dass wir jetzt alle Ihre Zweifel am Wärmebehandlungsprozess ausgeräumt haben. Wenn Sie noch Zweifel bezüglich des Wärmebehandlungsprozesses haben oder Methoden, Typen, Anwendungen können Sie in den Kommentaren fragen.

Wir haben auch eine Facebook-Community für euch. Wenn Sie möchten, können Sie unserer Community beitreten. Hier ist der Link zu unserer Facebook-Gruppe.

Danke fürs Lesen. Wenn Ihnen unser Artikel gefällt, teilen Sie ihn bitte mit Ihren Freunden. Wenn Sie Fragen zu einem beliebigen Thema haben, können Sie diese im Kommentarbereich stellen.

Abonnieren Sie unseren Newsletter, um benachrichtigt zu werden, wenn wir neue Beiträge hochladen.