Eisenbasis 7 Wärmebehandlung

In diesem Abschnitt soll es um die Wärmebehandlung von Stahl gehen. Prinzipiell werden wir Wärmebehandlungsverfahren kennenlernen, die man teilweise durchaus auch bei Gusseisen anwendet, aber hier geht es explizit um Stahl. Zunächst aber einmal, was ist eigentlich eine Wärmebehandlung? Eine Wärmebehandlung ist eine genau festgelegte Folge von Erwärmungs-und Ab- Abkühlungsschritten, deren Temperatur und Dauer nur abhängt von der Legierungszusammensetzung und den geforderten Endeigenschaften. Ich glaube, das ist klar. Wir müssen irgendwie in einer Wärmebehandlung erwärmen und abkühlen. Und die dabei auftretende Temperatur und Dauer ist natürlich werkstoffabhängig. Das werden wir uns anschauen. Und natürlich hängt es auch davon ab, was wir eigentlich für Eigenschaften zum Schluss haben wollen. Das heißt, durch verschiedene Wärmebehandlungen kann man unterschiedliche Veränderungen des Werkstoffzustandes hervorrufen. Und Sie sehen das hier unten, das können technologische Eigenschaften sein. Das heißt, ich möchte einen besser umformbaren Werkstoffzustand einstellen. Oder ich möchte einen Werkstoffzustand herstellen, der besser zerspanbar ist gegenüber einem Ausgangszustand. Aber was natürlich ganz häufig der Fall ist, uns interessieren natürlich ganz häufig die mechanischen Eigenschaften. Und da ist eben als erstes die Festigkeit und jetzt steht hier Zähigkeit, vielleicht schreiben wir mal Verformungsfähigkeit hin. Und normalerweise können Sie jetzt mal überlegen, was ist Ihnen bekannt, was sind Ihnen für Wärmebehandlungen bekannt, die Sie schon mal gehört haben oder Begriffe im Zusammenhang mit Wärmebehandlungen. Da laufen einem ja relativ viele über den Weg. Aber wenn wir das mal so ein bisschen zusammenfassen, da werden wir feststellen, Es gibt sogenannte Glühverfahren, die schauen wir uns jetzt gleich an. Dann gibt es das Härten, Härten von Stahl. Dabei kann man entweder versuchen, das gesamte Werkstoffvolumen zu härten, man kann aber auch nur die Randschicht härten. Da gibt es auch verschiedene Verfahren. Und was ist das dritte große Verfahren? Das ist für Güten. Alles sind Wärmebehandlungsverfahren, um alles im festen Zustand von festen Bauteilen, von fertigen Bauteilen oder von Halbzeugen, das geht natürlich auch, Eigenschaften zu verändern. Fangen wir an mit den Glühverfahren. Hier erstmal ganz allgemein. Was ist? Beim Glühen, was macht man? Und wir haben ja gesagt, es ist irgendwie ein Temperaturzeitverlauf, der hier zum Tragen kommt. Wir müssen irgendwie erwärmen und das, was man jetzt hier macht, ist natürlich ein Schritt 1. Wir erwärmen auf die Glühtemperatur. An der Stelle langsame Erwärmung auf Glühtemperatur, TG nennen wir die mal. Dann hängt es natürlich vom Werkstoffvolumen ab, aber auf jeden Fall müssen wir eine Weile halten. Es gibt also eine Haltezeit. Halten auf TG. Diese Haltezeit ist vom Verfahren abhängig, aber wie gesagt natürlich auch vom Werkstoffvolumen. Und ich mache das mal hier so ein bisschen anders noch, oder naja, ist mir jetzt nicht wirklich gelungen, mache ich nochmal weg. Das was ganz wichtig ist, ist hier diese Phase 3, nämlich Sie sehen es am Anstieg oder am Ab... Abfall der Temperatur. Wir brauchen hier eine langsame Abkühlung auf Raumtemperatur. Das ist also hier extrem wichtig, diese langsame Erwärmung und auch langsame Abkühlung. Vielleicht noch zur Ergänzung hier, diese Glühtemperaturen sind unterschiedlich in Abhängigkeit des Glühverfahrens für verschiedene Glühverfahren. Und das ist natürlich etwas, was werkstoffabhängig ist. jeweils und was auch verfahrensabhängig ist. Also glühen ist eigentlich irgendwie eigentlich wenn wir es betrachten ziemlich langweilig. Langsam erwärmen, halten und dann mal gucken was es für Verfahren gibt und was die Ziele der Verfahren sind. Langsam wieder abkühlen. Prinzipiell ist das Ziel, wenn wir hier diese Langsamkeit, diese langsame Erwärmung und langsame Abkühlung zählen, jedes Glühverfahrens, dass ein bestimmter Gleichgewichtszustand im Werkstoff eingestellt wird. Also das gilt für alle Verfahren, Einstellen eines bestimmten Gleichgewichtszustands. Sie wissen, im Gleichgewicht, da muss es immer irgendwie langsam gehen. Also, größere Temperaturunterschiede sind zu vermeiden, dürfen nicht auftreten. Keine Wärmespannung, keine Verformung oder Risse dürfen auftreten. Und bei dieser langsamen Erwärmung... Wenn die Temperatur steigt, können Diffusionsprozesse und wenn wir auf eine bestimmte Temperatur kommen, auch Kristallgitterumwandlungen einsetzen und dann natürlich in dieser Haltezeit ablaufen. Also alles muss auch vollständig und überall ablaufen. Wenn wir an Legierungsatome denken, zum Beispiel kleine Atome, denken Sie an den Kohlenstoff. der sollte sich dann schön verteilen können und genau das machen, was er im Gleichgewichtszustand machen möchte, entweder im Mischkristall eingelagert sein oder eben cemented bilden zum Beispiel. Und hier geht, es gibt so eine Faustregel, je Zentimeter Werkstoff, circa 10 Minuten Haltezeit, ja, ist vielleicht nicht ganz unser Thema hier. Sie sollen verstehen. was Glühen bedeutet, welche Verfahren wichtig sind und welche Sachen oder welche Prozesse in diesen Glühverfahren ablaufen. Und wie gesagt, diese langsame Abkühlung ist also nochmal besonders wichtig, weil eben das, was passiert ist, nicht mehr über ein Ungleichgewicht kaputt gemacht werden soll. Also... keine wesentlichen Temperaturunterschiede im Bauteil. Theoretisch zu jeder Zeit an jedem Ort im Bauteil die gleiche Temperatur. Das schaffen Sie nur, wenn Sie langsam abkühlen. Damit treten keine Wärmespannungen auf, auch kein Verzug und es entstehen keine Risse. Risse an der Stelle vielleicht schon mal etwas, wenn wir also nicht langsam abkühlen, dann können eben Verzug und Risse und Wärmespannungen auftreten. Gibt es ein anderes Verfahren, werden wir uns noch anschauen. So, wir beginnen mit dem wichtigsten Glühverfahren, das ist das Normalglühen oder ein anderes Wort dafür, Normalisieren. Was ist das Ziel des Normalglühens? Das Wort sagt es eigentlich schon. Es ist das Einstellen des Normalzustandes, des Grundzustandes nach den Gleichgewicht. Gewichtsbedingungen des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms. Also so simpel ist es. Ziel ist das Einstellen des Normalzustandes nach den Gleichgewichtsbedingungen. des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms. Ich verwende an dieser Stelle nochmal ein anderes Wort. Es ist quasi sowas wie ein Reset für den Werkstoff. Wenn Sie nämlich vorher irgendwelche Gefüge oder Eigenschaftsänderungen, zum Beispiel durch Härten, Vergüten, Schweißen, Kaltumformen, Warmumformen hatten, dann können Sie das rückgängig machen, Reset, durch ein Wort. normal glühen. Der Werkstoff vergisst sozusagen, was man mit ihm gemacht hat, zum Beispiel eben einen Härteprozess, den kann man wieder vergessen machen durch ein normal glühen. Ergebnis ist ein thermisch stabiler, feinkörniger, gleichmäßiger, spannungsarmer Werkstoffzustand mit einem optimalen Verhältnis von Festigkeit und Zähigkeit. Also Sie sehen, der Werkstoff ist nachher vollkommen entspannt. Und wieder wie neu. Prinzipiell, wenn wir die Mechanismen verstehen wollen, die da ablaufen, sollten wir vielleicht mal auf die nächste Seite gehen und uns anschauen, wo liegt denn die Temperatur, die wir hier beim Glühen, beim Normalglühen aufbringen. Also an der Stelle, Sie sehen, hier gibt es ein Band im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm und das gilt für das Normalglühen. Das heißt, hier können Sie ablesen, nehmen Sie sich eine Legierung, nehmen wir mal einen Werkstoff C45. C45 hat... ungefähr einen Kohlenstoffgehalt von 0,45 Prozent. 45 geteilt durch 100 ist sozusagen an dieser Stelle die Regel. Im Mittel, weil wenn wir in die Norm schauen, werden wir sehen, da gibt es ein von bis Bereich im Kohlenstoffgehalt und damit wären wir hier an dieser Stelle. Das ist also hier 0,45 Prozent Kohlenstoffgehalt. Und wenn wir also jetzt hier mal ablesen, dann liegen wir hier ungefähr bei vielleicht 840 Grad, in diesem Fall 840 Grad Celsius. Das wäre die Normalklütemperatur und Sie sehen, niedriger Kohlenstoffgehalt ist die Normalklütemperatur etwas höher. Wenn wir zu den... Erinnern Sie sich, das war die Eutektoidelegierung. Wenn wir zu den Über-Eutektoiden-Stellen kommen, dann sehen wir, bleibt hier diese Glühtemperatur gleich. Ansonsten ist sie abhängig vom Kohlenstoffgehalt. Schauen wir uns noch genauer an, warum genau diese Temperatur. Wenn wir jetzt... in das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm reinschauen, dann sehen Sie, dass wir quasi beim Normalglühen über diese Umwandlungslinie kommen müssen, die ich jetzt hier nochmal nachziehe. Hätte ich jetzt nicht bis zu den Gusseisen ziehen müssen, aber auch Gusseisen kann man normal glühen, daher ist es jetzt vielleicht gar nicht so verkehrt. Also Normalzustand einstellen. Das heißt, wenn wir jetzt erwärmen von Raumtemperatur, dann kommen wir aus einem Zustand, den wir vielleicht nicht kennen, der kalt umgeformt ist, wie auch immer. Auf jeden Fall könnte da ein kubisch raumzentriertes Gitter vorliegen und zementet, wenn wir die... Umwandlungslinie erreichen, einmal die 723 Grad, beziehungsweise diese zweite Umwandlungslinie, diese sogenannte GOS-Linie. Sie sehen, hier steht ein G, ein O und ein S und daher wird hier auch von einer sogenannten GOS-Linie gesprochen. Also da müssen wir über oben drüber. Und was haben wir dann vorliegen? Wir haben ein... kubisch flächenzentriertes Gitter vorliegen. Das heißt, wir haben schon mal aus dem kubisch raumzentrierten durch die Erwärmung eine Gitterumwandlung. Dann müssen wir in diesem Bereich jetzt für diesen Werkstoff ungefähr 840°C eine Weile halten und dann wird wieder abgekühlt und dabei wird aus dem kubisch flächenzentrierten Gitter wieder ein kubisch raumzentriertes Gitter. Das heißt, wir haben eine zweifache Gitterumwandlung. Das ist also hier zunächst mal ein Mechanismus. Wir haben eine mehrfache Gitterumwandlung vom kubisch-raumzentrierten ins kubisch-flächenzentrierte Gitter. wieder in kubisch raumzentrierte Gitter. Und jetzt gehe ich doch noch mal hier hin. Sie sehen hier unten bei Raumtemperatur, da steht jetzt hier Zementit. Zumindest für unseren C45 gibt es hier oben im Gamma-Mischkristallgebiet kein Zementit mehr. Wenn wir jetzt hier oben sind, dann gibt es hier schon noch Zementit. nicht mehr ganz so viel. Also was haben wir hier noch? Wir haben eine mehrfache Gitterumwandlung und wir haben eine teilweise Auflösung von Zementit. Das ist ein Mechanismus, der abläuft. Aber wir haben auch noch was anderes. Wir haben nämlich auch eine Rekristallisation. Was bedeutet Rekristallisation? Das Wort Re bedeutet neu. Das ist also einfach eine Kornneubildung. Das heißt, im festen Zustand bilden sich im Werkstoff neue Körner. Denken Sie zum Beispiel an den Prozess einer Kaltverfestigung. Da werden Körner gestaucht, gestreckt und wenn wir das Ganze jetzt wieder normal glühen, dann bilden sich dort wieder über eine Rekristallisation neue Körner. Und dann liegt am Ende dieses Prozesses eben, hier oben steht es, ein thermisch stabiler, feinkörniger, gleichmäßiger, spannungsarmer Werkstoffzustand. In diesem Fall eben auch nicht mehr diese langgestreckten, plattgedrückten Körner, sondern eben globulare Körner wieder vor. Also das ist auch etwas, das kann man metallografisch dann sichtbar machen gegenüber dem Ausgangszustand. Welchen Temperaturzeitverlauf haben wir? Wir haben bei den unter-eutektoiden Stählen festgestellt, da müssen wir irgendwie über diese GOS-Linie, nämlich ungefähr 50 bis 100 Grad Celsius, über diese GOS-Linie und wenn wir bei den eutektoiden bzw. über-eutektoiden Stählen sind, Da sind wir bei ca. 750°C. Auch hier nochmal ein Blick in das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Wenn wir in das Gamma-Mischkristallgebiet, also wenn wir nur kubisch flächenzentrierte Gitterstrukturen vorlegen haben möchten, dann würden wir bei diesen Stählen eben hier über diese Segregatlinie erwärmen müssen. Und das ist einfach etwas, ja... Das erfordert ja viel Energie, könnte man theoretisch machen, aber ist an der Stelle nicht erforderlich. Daher also schauen Sie... sich diese Schraffur an. Das ist quasi der Bereich, in dem normal geklüht wird. Machen wir ein paar Beispiele. Was sind Beispiele? Ich hatte es schon gesagt, wenn wir Baustelle nach einer Norm kaufen, zum Beispiel, dann steht da immer im normal geklühten Zustand dabei. Alle Eigenschaften, Festigkeit, Zähigkeit, die dort angegeben sind. beziehen sich auf den normal geklühten Zustand. Was ist noch? Oder wo wird noch normal geklüht? Sie sehen das bei Stahlgussbauteilen. Insbesondere wenn das untereutektoide Stähle sind, dann wird dort normal geklüht, um eben diesen grobkörnigen und spröden Gussgefügezustand so ein bisschen zäher, so ein bisschen feinkörniger zu machen. Auch hier ein Bild, das ist nicht von mir, die Quelle ist mir nicht mehr bekannt, kann man metallografisch sichtbar machen. Also im linken Bild sehen Sie wirklich dieses grobe Gussgefüge und im rechten Bild ist das so ein bisschen aufgelöst und feinkörnig. Wo macht man noch standardmäßig ein Schweiß, Entschuldigung, ein Normalklühen? Und zwar bei Schweißnähten. in Druckbehältern oder an Druckbehältern. Das ist also vorgeschrieben, die müssen normal geglüht werden, um eben diesen Werkstoffzustand der Schweißnaht an den Zustand des Grundgefüges etwas anzugleichen. Das ist also an der Stelle ganz wichtig und wenn Sie Schweißnähte, Festigkeitsnachweis von Schweißverbindungen durchführen, dann werden Sie immer gefragt, ob normal geklüht wurde oder es gibt noch ein anderes Verfahren. Das werden wir als nächstes besprechen. Und wenn Sie diese Verfahren durchführen, wenn Sie Ihre Schweißnähte normal glühen, dann bekommen Sie sozusagen einen Bonus im Festigkeitsnachweis. Und an der Stelle wird es in der Regel auf die Festigkeit gegeben. Die Festigkeit ist höher, wenn... das Bauteil oder die Schweißnaht normal geglüht ist. Worum macht man noch standardmäßig einen Normalklühprozess? Sie sehen es, wenn Sie komplizierte Bauteile haben aus Über-Eutektoiden-Stählen. Das sind also die, die eben den höheren Kohlenstoffgehalt haben. Und wenn Sie die nachher härten wollen. Härten ist ein weiteres Wärmebehandlungsverfahren. Und bevor Sie härten... Machen Sie also bei diesen so einen Normalklü-Prozess. Dadurch wird also Verzug und Rissgefahr, die beim Abschrecken, beim Härten auftreten kann, reduziert. Also Normalklünen, nochmal in diesem Wort steckt das Wort normal, sollte quasi der Normalzustand eingestellt werden. Und das Normalklünen sollte sozusagen das Normalste von der Welt sein. Das ist das wichtigste für mich, das wichtigste Glühverfahren. Normalisieren. Was ist das nächstwichtigste Glühverfahren? Das ist das sogenannte Spannungsarmglühen. Was bedeutet Spannung? Spannungsarm, also... Theoretisch, aber das heißt es nicht, müsste es heißen Eigenspannungsarm glühen. Also es geht hier um Eigenspannungen und diese Eigenspannungen, das ist das Ziel, die sollen reduziert werden. Reduzieren von Eigenspannung. Was Eigenspannungen sind, das haben wir im Kapitel Metallkunde definiert. Eigenspannungen sind Spannungen in Bauteilen, ohne dass äußere Kräfte wirken. Die Eigenspannungen stehen im Gleichgewicht, also in einem Querschnitt müssen sie, wenn sie Zugeigenspannung haben, an anderer Stelle genauso viele Druckeigenspannungen haben. Und die Frage ist natürlich, wo dann die äußeren Belastungen überlagert werden, im Zug-oder im Druckspannungsbereich. Also da gibt es eine ganz große Vielfalt an Möglichkeiten. Eigenspannung was Gutes sein können, aber eben auch, dass sie zu einem vorher oder zu einem schnellen Ausfall von Bauteilen führt. Ganz häufig sind Eigenspannungen nicht bekannt. Das ist ein Problem. Die kann man nicht sehen, die kann man schwierig messen. Man kann da Erfahrung sammeln zu Bauteilen, aber und daher eben dieses Spannungsarm glühen. Man möchte die in der Regel... reduzieren es sei denn man fügt die ganz bewusst ein das ist aber was ganz anderes also das ist jetzt hier nicht der fall also eigentlich wollen wir die nicht haben weil die sind unbekannt und die führen eben ja zu dingen die wir durchaus nicht mögen reduzierung von eigenspannungen heißt nicht das ist wie das wort arm wenn man arm ist dann heißt es nicht mal gar nichts sondern wissen was ist schon da das heißt die eigenspannung werden nicht auf null zurückgehen das ist muss also hier schon mal klar sein und ich möchte das jetzt hier wie das funktioniert deutlich machen an einem diagramm oder in einem diagramm und was trage ich jetzt hier auf ich trage einmal die temperatur auf und hier trage ich mal die spannungen auf Wir unterstellen, dass wir in einem Bauteil Eigenspannungen haben in dieser Höhe vor dem Spannungsarmglüh. Die kann man nicht sehen, die sind jetzt dort in einem Bauteilquerschnitt da. In dem Fall natürlich positive Eigenspannungen. Vielleicht ist hier unsere Glühtemperatur vom Spannungsarm glühen. Und jetzt können wir uns mal überlegen, was passiert mit den Eigenschaften eines Werkstoffs, insbesondere der Streckgrenze oder Dehngrenze im Zugversuch, wenn wir die Temperatur erhöhen. Also, wenn wir die Temperatur erhöhen. Was bedeutet das? Können wir auch mal die Zugfestigkeit noch nehmen oder die Streckgrenze oder Dehngrenze. Und Sie wissen, mit steigender Temperatur sinkt die Festigkeit und auch die Dehngrenze sinkt. Das heißt, wir können uns in diesem Diagramm vorstellen, Zunehmende Temperatur bedeutet sinkende Dehngrenze. Es gibt jetzt hier vielleicht, das ist nicht unbedingt eine Gerade, eine Kurve für die Dehngrenze. Je höher die Temperatur, umso niedriger ist die Dehngrenze. Und irgendwo darüber wird natürlich auch die Zugfestigkeit liegen. Und auch hier, je höher die Temperatur, umso niedriger die Zugfestigkeit. Was passiert nämlich, wenn Eigenspannungen größer sind als die Zugfestigkeit an einer Stelle? Da gibt es einen Riss. Also, wenn Spannungen die Zugfestigkeit überschreiten, dann geht etwas kaputt. Und wenn es Eigenspannungen sind, dann sind eben die dafür verantwortlich. So, das heißt, wir hatten jetzt hier schon mal Informationen, die wir eigentlich schon kennen. Und jetzt erwärmen wir doch mal unser Bauteil. Und wenn wir das jetzt machen, dann werden wir, wir haben ja gesagt, langsam erwärmen. Wenn diese Eigenspannungen so groß sind, wie sie jetzt hier vorhanden sind, dann erreichen wir bei einer bestimmten Temperatur. Das ist noch nicht die Glühtemperatur. Die Dehngrenze, die bei dieser Temperatur auftretende Dehngrenze. Wenn wir die Zugfestigkeit erreichen, dann wissen wir, dann geht etwas kaputt. Wenn unsere Spannungen so groß sind wie die Dehngrenze, was passiert dann? Dann gibt es eine plastische Verformung. Natürlich nur an der Stelle, wo die Eigenspannungen so groß sind. Die sind nicht über den Querschnitt überall so gleich. überall so groß, aber lokal können Eigenspannungen eben so groß sein. Und dann bekommen wir eine lokale plastische Verformung. Und wir lassen das Bauteil sozusagen sich bewegen und das wird ja nicht behindert. Und was passiert, wenn unsere Glühtemperatur allerdings hier bei dieser Temperatur liegt und nicht bei der im Moment erzielten oder erreichten Temperatur? Wenn wir also jetzt weiter die Temperatur erhöhen, dann gibt es einfach hier eine plastische Verformung. Da wo ich das Kreuz gemacht habe, beginnt diese plastische Verformung und die ist beendet, wenn wir die Glühtemperatur erreichen. Und jetzt ist es natürlich klar, wenn wir jetzt wieder abkühlen, dann landen wir bei Eigenspannungen nach dem Glühen, die niedriger sind. als vorher. Das heißt, diese plastische Verformung führt zum Abbau von Eigenspannungen. Das ist quasi das, was beim Spannungsarmglühen passiert. Was passiert im Inneren? Im Inneren sehen Sie, Mechanismen steht da, es verringert sich die Versetzungsdichte. Es gibt keine Kristallneubildung. Also denken Sie dran, wenn wir einen kaltverfestigten Zustand haben, hatten wir vorhin schon mal drüber gesprochen, wir haben vielleicht plattgedrückte, langgestreckte Körner, dann ist das etwas, was jetzt beim... normal glühen nachher nicht mehr sichtbar ist, da gab es eine Kristallneubildung, beim Spannungsnormen glühen ist das nicht der Fall. Das heißt, unsere plattgedrückten, langgestreckten Körner bleiben erhalten. Und damit ist das Ganze nicht mehr metallografisch nachweisbar. Also Sie können mir einen Teil geben, ich mache einen metallografischen Schliff oder Sie geben mir zwei Teile und sagen, ein... Bauteil ist spannungsarm geblüht. Wenn ich einen metallografischen Schliff von beiden Bauteilen mache, dann werde ich feststellen, dass ich keine Unterschiede sehe. Also vielleicht können wir uns das nochmal hier notieren. Das Ganze, es gehört jetzt vielleicht nicht zum Mechanismus, ist nicht metallografisch nachweisbar. metallografisch nachweisbar. Aber Sie sehen ja da oben, die Eigenspannungen sind schon reduziert. Bei welcher Temperatur wird das jetzt durchgeführt? Und auch hier ein Blick ins Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Diese Schraffur, also spannungsarm glühen. Es sind also Temperaturen 550 bis 650, 580 ungefähr, 650 in diesem Bereich. Wird also Spannungsarmglühen durchgeführt und was sehen Sie, wenn Sie normal glühen, dann bekommen Sie natürlich das Spannungsarmglühen gratis. Und es sind sogar noch mehr Eigenspannungen abgebaut als beim Spannungsarm. Also das kann man hier ganz einfach erkennen. Also Temperatur, Zeitverlauf für un-und niedriglegierte Stähle 580 bis 650 Grad Celsius. Vergütete Stähle gut unterhalb der Anlasstemperatur. Wir werden sehen, was das überhaupt ist. Vergüten ist ja noch... Ein weiteres Wärmebehandlungsverfahren dabei wird angelassen. Es gibt ein Verfahren, das ist ein bisschen weniger als Spannungsarmglühen, das heißt Entspannen. Zum Beispiel macht man das bei einsatzgehärteten Bauteilen bei ca. 200°C. Da werden wirklich so diese lokalen, so hohe Eigenspannungen, Entschuldigung, hohe Eigenspannungen. die werden quasi abgebaut also wirklich nur Stellen Sie sich vor, die Glühtemperatur würde jetzt hier liegen, also niedriger. Dann wären eben wirklich nur so hohe Spannungsspitzen abgebaut. Aber Sie sehen, während beim Normalklühen die Zeit, wie lange das dauert, so hatten wir damals geschrieben, ca. 30 Minuten, kommt natürlich nochmal aufs Werkstoffvolumen. an das ist klar hier das ist etwas was durchaus sehr lange dauert zehn stunden das ist ungefähr eine schicht oder über nacht abkühlen im ofen oder an der luft also einfach offen abschalten und nächsten tag wiederkommen könnte eine variante sein also spannungsarm glühen hat braucht eine gewisse zeit Schauen wir uns das nächste Glühverfahren an und das ist für mich auch das drittwichtigste, das ist das Rekristallisationsglühen. Es gab schon mal einen Abschnitt, ein Kapitel, das hieß Kalt-und Warmumformung. Da habe ich über Rekristallisation, über Rekristallisationsglühen schon mal gesprochen und Sie sehen auch hier, was könnte das Ziel sein? Natürlich, Re hatten wir schon. Das ist eine Neukristallisation. Es muss eine Kormneubildung auftreten. Ah, vielleicht habe ich noch was vergessen. Ich gehe doch noch mal hier hin. Wenn ich zum Spannungsarm glühen gehe, Sie sehen, da gibt es keine Gitterumwandlung. Wir befinden uns hier im Alpha-Mischkristall, im kubisch-raumzentrierten Gitter. Also es gibt weder... Eine Gitterumwandlung noch eine Rekristallisation. Aber jetzt beim Rekristallisationsglühen, natürlich gibt es da eine Rekristallisation. Das heißt, das Ziel an der Stelle, man möchte natürlich eine Kornneubildung. Und die Frage ist vielleicht, wann möchte man oder warum möchte man das? Rekristallisationsglühen ist etwas, was man macht, wenn man quasi diese Kaltverfestigung, rückgängig machen möchte. Also wenn man eine Kaltumformung hatte, Sie wissen auch das ist durchaus ein Werkstoffzustand, der über das Bauteil gesehen sehr inhomogen ist. Kaltverfestigung kann man möchten, das kann man bewusst durchführen, aber ganz häufig formt man um und dann ist einfach diese Kaltverfestigung da. Und wenn man quasi das rückgängig machen will, dann muss man ein Rekristallisationsglühen anschließen. Also Ziel ist, Eigenschaftsänderungen aus einer Kaltumformung aufheben oder rückgängig machen. Erinnern Sie sich, bei einer Kaltverfestigung gab es natürlich eine höhere Festigkeit, das ist klar, aber auch eine reduzierte Verformungsfähigkeit. Das heißt, es können durchaus durch eine Kaltverfestigung spröde Werkstoffzustände entstehen und die werden natürlich jetzt hier auch wieder rückgängig gemacht bzw. aufgehoben. Was? Für Mechanismen ablaufen, da schauen wir uns hier vielleicht erstmal im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm an, wo dieser Temperaturbereich liegt. Sie sehen, der liegt also auch wieder unterhalb der Umwandlungslinie, das heißt es gibt keine Gitterumwandlung. Aber hier erstmal Rekristallisationsblühen. Und da sehen Sie schon wieder dabei, also beim Rekristallisationsglühen gibt es auch Eigenspannungen, die reduziert werden. Kommen wir wieder hier zurück. Also auf jeden Fall gibt es eine Verringerung der Versetzungsdichte, es gibt eine Rekristallisation, aber keine Gitterumwandlung. Vielleicht das als Ergänzung. Und natürlich kann man das metallografisch nachweisen. In Abhängigkeit des Umformgrades, auch das haben wir schon gesprochen, hoher Umformgrad, ergibt eine Rekristallisationstemperatur, die niedriger ist, als wenn der Umformgrad nicht so hoch ist. Also damit liegt diese Temperatur bei ca. 500 bis 700 Grad Celsius und ist natürlich auch wieder... Die Dauer abhängig vom Bauteilvolumen dauert das wenige Minuten bei dünnen Querschnitten, wenn ich hier zum Beispiel an den Draht denke, bis also mehrere Stunden. Wenn man zu lange glüht, gibt es die Gefahr der Grobkornbildung. Das ist wiederum nicht so günstig, aber ich glaube, das ist jetzt nicht so ein großes Problem. Damit habe ich ehrlich gesagt die wichtigsten Glühverfahren besprochen, aber es gibt noch mehr Glühverfahren, die ich Ihnen nicht vorenthalten möchte. Was gibt es noch? Es gibt ein sogenanntes Weichglühen. Das Ziel ist hier, ein gut umformbares Gefüge herzustellen. Vorzugsweise macht man das bei Eutektoiden und Über-Eutektoiden-Stählen. Das sind also die, die ein bisschen mehr Kohlenstoffgehalt haben. Man macht das, um eine bessere Zersparnbarkeit hinzubekommen. Bei Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt größer 0,4 Prozent zum Beispiel. Aber jetzt bin ich bei den höher kohlenstoffhaltigen Stählen. Man macht das... besonders bei Werkzeugstellen, wenn man nachher härten möchte. Also da sind wir wieder an der Stelle. Härten ist ein weiteres Wärmebehandlungsverfahren. Wenn ich quasi dort eine geringere Rissneigung haben möchte, dann mache ich vorher ein sogenanntes Weichglühen. Nebenbei gesagt, es gibt Weichglühen. Ich habe mal in der Klausur hat einer geschrieben Hartglün, also Hartglün gibt es nicht. Es gibt nur Weichglün. Und um uns mal anzuschauen, bei welcher Temperatur das jetzt stattfindet, schauen wir auch hier wieder ins Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Und das Weichglün, das ist quasi hier. Oh je, zu schnell. Dieser. Temperaturbereich. Sie sehen, da geht man so ein bisschen über, knapp unter, für die Untereutektoidenstähle knapp unter die Umwandlungslinie, aber für die Übereutektoidenstähle geht man sozusagen hier so ein bisschen über diese Umwandlungslinie und man geht da nicht bloß einmal hin, sondern Entschuldigung, man geht da so mehrfach hin. Oder, bevor wir hier was eintragen, gehe ich vielleicht doch gleich auf das Bild. Was ist nämlich das Ergebnis des weichgeglühten Zustands? Sie sehen es hier im rechten Bild. Der weichgeglühte Zustand, das was Sie hier so sehen, diese Punkte, das ist kugelig eingeformter Zementit. Im linken Bild sehen Sie... Eine eutektoidische Legierung mit diesem typischen Perlit, mit dieser streifigen Struktur. Das heißt, wir haben hier im Perlit eine Zeile ferret, eine Zeile cementet. Und das sind natürlich solche Lamellen, Streifen in diesem Gefüge. Es sind Lamellen. Und wenn Sie sich vielleicht an Gusseisen mit Lamellen-Graffit erinnern, dann war das eigentlich von der inneren Kerbwirkung her sehr ungünstig. Eine Kugel hat eine geringere Formzahl, die innere Kerbwirkung eben durch diese Zemented-Kugeln ist deutlich niedriger als diese Lamellenform des Zementeds. Das ist also... an der Stelle gewollt. Das macht der Zementit nicht von alleine. Nur wenn man ihn hier so ein bisschen unter und wieder rüber diese 723 Grad Umwandlungstemperatur bringt. Also durch so eine Art Pendelglühen wird dieser Zementit kugelig eingeformt. Also schreiben wir hin, oder nee, machen wir mal noch ein Diagramm. Das, was wir machen, Temperatur über der Zeit. Wenn das hier unsere Glühtemperatur ist, dann haben wir gesagt, wir müssen natürlich langsam erwärmen, halten und dann langsam wieder abkühlen. Und hier wird jetzt diese Temperatur nicht gehalten. sondern das ist so ein bisschen so ein hin und her, so eine Pendelklün nennt man das. Also Untereutektoide, Stähle kurz unterhalb der Umwandlungslinie. das waren diese 723 grad celsius und über eutektoide stähle da gibt es zum pendel glühen um diese 723 Grad Celsius. Und das Ergebnis, wir haben es gesehen in einem Bild, das ist diese kugelige Einformung des Zementits. und das ist einfach günstiger wir haben es ja hier oben gesehen für eine nachfolgende härtung ich glaube das ist etwas das kann man sogar verstehen Zum Schluss noch zwei Glühverfahren, die nicht so eine große Bedeutung haben, aber ich glaube auch hier hatten Sie ja schon gesehen, dass auch das Weichglühen nicht so eine große Bedeutung hat. Grobkornglühen, was ist natürlich nicht so eine große Bedeutung, aber ich glaube auch hier hatten Sie ja schon gesehen, dass auch das Weichglühen nicht so eine große Bedeutung hat. hier das Ziel, ein grobes Korn. Ich weiß, Sie können sich das meistens sehr gut merken, aber das ist wirklich etwas, was selten durchgeführt wird. Sehr selten durchgeführt. Es ist ein besserer zerspanbarer Zustand, aber wir haben dadurch eine geringe Festigkeit und ist jetzt nicht so attraktiv. Auch hier vielleicht ein kleiner Blick, wo liegt denn dieses Grobkorn? vom temperaturbereich hier also sie sehen das ist jetzt das was hier im moment das mit der höchsten temperatur ist also das braucht die meiste energie liegt also im gamma mischkristall gebiet an dieser stelle und natürlich bekomme ich hier eine ein kornwachstum ich bekomme eine zweifache gitter umwandlung mehrfache hatten wir am anfang geschrieben kann man es ja auch so schreiben mehrfache gitterumwandlung Ich habe eine KOM-Neubildung, eine Rekristallisation. und sie sehen normal glühen ist dabei spannung eigenspannung sind weg oder reduziert also an der stelle ganz weit oben relativ klar Temperaturen, Sie sehen 950, 1100 Grad, das ist schon ganz ordentlich. Und Sie sehen, das sind auch lange Glühzeiten. 10 Stunden sind wir wieder bei eine Schicht, eine Nacht. Also das dauert. Natürlich bauteilabhängig ist klar. Wie gesagt, es hat nicht so eine große Bedeutung, es ist... wird selten durchgeführt aber gibt es natürlich und dann kommen wir zu den letzten Klüverfahren das ist das Diffusionsklühen natürlich was möchte man an der Stelle man möchte dass etwas diffundiert in einem Festkörper und Diffusion Es ist etwas, das ist Ihnen auch klar, in einem Festkörper, das braucht sehr lange, das funktioniert besser bei hohen Temperaturen. Und daher wird Diffusionsglühen auch etwas sein, was bei hohen Temperaturen stattfindet. Und das sehen Sie jetzt hier im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Das ist das Verfahren, wo die Temperaturen am höchsten sind. Wir befinden uns hier, also hier vielleicht, wir befinden uns kurz vor der Soliduslinie, also kurz bevor der Werkstoff flüssig wird. Das ist natürlich nicht zielführend, das ist ja logisch, wenn wir Bauteile glühen. Aber sehr hohe Temperaturen an der Stelle für Stähle. Wann macht man sowas? Sie sehen, das Ziel ist... eingetragen Beseitigung von Kristallseigerungen bei Stahlguss. Das heißt, Kristallseigerungen waren Entmischungen in einem Kristall, in einem Korn. Und Sie erinnern sich, wenn wir umformen, wenn wir richtig umformen, dann können wir diese Kristallseigerungen auch auflösen. Das heißt, es ist definitiv etwas, was man nur bei Guss macht. Oder, ja, stimmt vielleicht nicht ganz, aber vorwiegend bei Gussmacht. Also vielleicht Kristallseigerungen, das waren diese Entmischungen in einem Korn. Logisch, was ist der Mechanismus hier? Es muss ein Konzentrationsausgleich stattfinden. Das können hier verschiedene Atome sein. Übrigens, diese Kristallseigerungen entstehen auch, wenn unsere Soliduslinie eine bestimmte Neigung hat. Und daher gibt es Werkstoffe, die eben zu solchen Kristallseigerungen neigen. Und andere, die das also nicht tun oder bei denen das unkritisch ist. Also auch das ist etwas, das wird durchaus selten durchgeführt. Mache ich jetzt mal hier. Aber deswegen steht es am Ende, nicht nur, weil es die höchste Temperatur hat von den Glühverfahren. Temperatur, wie gesagt, kurz unterhalb der Soliduslinie. Und hier sehen Sie, Diffusion ist etwas, was Zeit braucht. Und daher 50 Stunden, das sind also mehrere Tage. die quasi hier durchaus angewendet werden, um Bauteile, Diffusion zu glühen. Diffusion zu glühen, was natürlich auch auftritt. Sie sehen es, wir sind jetzt hier auch in einem Bereich, wo wir Grobkorn glühen machen. Natürlich entsteht über diese lange Zeit dann eben auch ein grobes Korn. Also auch das nicht immer günstig. Und daher, Entschuldigung, Diffusionsglühen, das letzte Glühverfahren. Ich fasse nochmal zusammen. Wichtigstes Glühverfahren ist das Normalglühen. Das bekommt den Platz 1 der Glühverfahren von mir. Dann zweitwichtigstes, das Spannungsarmglühen und dann das Rekristallisationsglühen. Gut. Alle haben ihre Bedeutung. Sie sehen, wenn Sie über diese Umwandlungslinie, die ich jetzt vielleicht auch mal rot noch mal eintrage, kommen, dann gibt es eine Gitterumwandlung. Gut, jetzt ziehe ich es mal hier durch bis zum Gusseisen. Wir reden aber jetzt gerade nur über Stahl. Also das ist ja alles Stahl. Sie sehen, wann gibt es eine Gitterumwandlung, wann wird rekristallisiert oder wann gibt es eine Kornneubildung. Ja, diese Rekristallisationstemperatur ist nicht eine reine werkstoffabhängige Temperatur, sondern die ist auch vom Umformgrad abhängig. Aber das ist alles, was Sie hier quasi ablesen können in diesem Zustandsdiagramm. Und damit hätten wir die Glühverfahren besprochen. Im nächsten Video wird es dann ums Härten gehen.

Eine Wärmebehandlung ist eine genau festgelegte Folge von Erwärmungs-und Ab- Abkühlungsschritten, deren Temperatur und Dauer nur abhängt von der Legierungszusammensetzung und den geforderten Endeigenschaften. Ich glaube, das ist klar. Wir müssen irgendwie in einer Wärmebehandlung erwärmen und abkühlen.

Und die dabei auftretende Temperatur und Dauer ist natürlich werkstoffabhängig. Das werden wir uns anschauen. Und natürlich hängt es auch davon ab, was wir eigentlich für Eigenschaften zum Schluss haben wollen. Das heißt, durch verschiedene Wärmebehandlungen kann man unterschiedliche Veränderungen des Werkstoffzustandes hervorrufen. Und Sie sehen das hier unten, das können technologische Eigenschaften sein.

Das heißt, ich möchte einen besser umformbaren Werkstoffzustand einstellen. Oder ich möchte einen Werkstoffzustand herstellen, der besser zerspanbar ist gegenüber einem Ausgangszustand. Aber was natürlich ganz häufig der Fall ist, uns interessieren natürlich ganz häufig die mechanischen Eigenschaften.

Und da ist eben als erstes die Festigkeit und jetzt steht hier Zähigkeit, vielleicht schreiben wir mal Verformungsfähigkeit hin. Und normalerweise können Sie jetzt mal überlegen, was ist Ihnen bekannt, was sind Ihnen für Wärmebehandlungen bekannt, die Sie schon mal gehört haben oder Begriffe im Zusammenhang mit Wärmebehandlungen. Da laufen einem ja relativ viele über den Weg. Aber wenn wir das mal so ein bisschen zusammenfassen, da werden wir feststellen, Es gibt sogenannte Glühverfahren, die schauen wir uns jetzt gleich an.

Dann gibt es das Härten, Härten von Stahl. Dabei kann man entweder versuchen, das gesamte Werkstoffvolumen zu härten, man kann aber auch nur die Randschicht härten. Da gibt es auch verschiedene Verfahren. Und was ist das dritte große Verfahren?

Das ist für Güten. Alles sind Wärmebehandlungsverfahren, um alles im festen Zustand von festen Bauteilen, von fertigen Bauteilen oder von Halbzeugen, das geht natürlich auch, Eigenschaften zu verändern. Fangen wir an mit den Glühverfahren. Hier erstmal ganz allgemein.

Was ist? Beim Glühen, was macht man? Und wir haben ja gesagt, es ist irgendwie ein Temperaturzeitverlauf, der hier zum Tragen kommt. Wir müssen irgendwie erwärmen und das, was man jetzt hier macht, ist natürlich ein Schritt 1. Wir erwärmen auf die Glühtemperatur. An der Stelle langsame Erwärmung auf Glühtemperatur, TG nennen wir die mal.

Dann hängt es natürlich vom Werkstoffvolumen ab, aber auf jeden Fall müssen wir eine Weile halten. Es gibt also eine Haltezeit. Halten auf TG.

Diese Haltezeit ist vom Verfahren abhängig, aber wie gesagt natürlich auch vom Werkstoffvolumen. Und ich mache das mal hier so ein bisschen anders noch, oder naja, ist mir jetzt nicht wirklich gelungen, mache ich nochmal weg. Das was ganz wichtig ist, ist hier diese Phase 3, nämlich Sie sehen es am Anstieg oder am Ab... Abfall der Temperatur.

Wir brauchen hier eine langsame Abkühlung auf Raumtemperatur. Das ist also hier extrem wichtig, diese langsame Erwärmung und auch langsame Abkühlung. Vielleicht noch zur Ergänzung hier, diese Glühtemperaturen sind unterschiedlich in Abhängigkeit des Glühverfahrens für verschiedene Glühverfahren.

Und das ist natürlich etwas, was werkstoffabhängig ist. jeweils und was auch verfahrensabhängig ist. Also glühen ist eigentlich irgendwie eigentlich wenn wir es betrachten ziemlich langweilig. Langsam erwärmen, halten und dann mal gucken was es für Verfahren gibt und was die Ziele der Verfahren sind. Langsam wieder abkühlen.

Prinzipiell ist das Ziel, wenn wir hier diese Langsamkeit, diese langsame Erwärmung und langsame Abkühlung zählen, jedes Glühverfahrens, dass ein bestimmter Gleichgewichtszustand im Werkstoff eingestellt wird. Also das gilt für alle Verfahren, Einstellen eines bestimmten Gleichgewichtszustands. Sie wissen, im Gleichgewicht, da muss es immer irgendwie langsam gehen.

Also, größere Temperaturunterschiede sind zu vermeiden, dürfen nicht auftreten. Keine Wärmespannung, keine Verformung oder Risse dürfen auftreten. Und bei dieser langsamen Erwärmung...

Wenn die Temperatur steigt, können Diffusionsprozesse und wenn wir auf eine bestimmte Temperatur kommen, auch Kristallgitterumwandlungen einsetzen und dann natürlich in dieser Haltezeit ablaufen. Also alles muss auch vollständig und überall ablaufen. Wenn wir an Legierungsatome denken, zum Beispiel kleine Atome, denken Sie an den Kohlenstoff. der sollte sich dann schön verteilen können und genau das machen, was er im Gleichgewichtszustand machen möchte, entweder im Mischkristall eingelagert sein oder eben cemented bilden zum Beispiel. Und hier geht, es gibt so eine Faustregel, je Zentimeter Werkstoff, circa 10 Minuten Haltezeit, ja, ist vielleicht nicht ganz unser Thema hier.

Sie sollen verstehen. was Glühen bedeutet, welche Verfahren wichtig sind und welche Sachen oder welche Prozesse in diesen Glühverfahren ablaufen. Und wie gesagt, diese langsame Abkühlung ist also nochmal besonders wichtig, weil eben das, was passiert ist, nicht mehr über ein Ungleichgewicht kaputt gemacht werden soll. Also... keine wesentlichen Temperaturunterschiede im Bauteil.

Theoretisch zu jeder Zeit an jedem Ort im Bauteil die gleiche Temperatur. Das schaffen Sie nur, wenn Sie langsam abkühlen. Damit treten keine Wärmespannungen auf, auch kein Verzug und es entstehen keine Risse. Risse an der Stelle vielleicht schon mal etwas, wenn wir also nicht langsam abkühlen, dann können eben Verzug und Risse und Wärmespannungen auftreten.

Gibt es ein anderes Verfahren, werden wir uns noch anschauen. So, wir beginnen mit dem wichtigsten Glühverfahren, das ist das Normalglühen oder ein anderes Wort dafür, Normalisieren. Was ist das Ziel des Normalglühens? Das Wort sagt es eigentlich schon.

Es ist das Einstellen des Normalzustandes, des Grundzustandes nach den Gleichgewicht. Gewichtsbedingungen des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms. Also so simpel ist es.

Ziel ist das Einstellen des Normalzustandes nach den Gleichgewichtsbedingungen. des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms. Ich verwende an dieser Stelle nochmal ein anderes Wort.

Es ist quasi sowas wie ein Reset für den Werkstoff. Wenn Sie nämlich vorher irgendwelche Gefüge oder Eigenschaftsänderungen, zum Beispiel durch Härten, Vergüten, Schweißen, Kaltumformen, Warmumformen hatten, dann können Sie das rückgängig machen, Reset, durch ein Wort. normal glühen.

Der Werkstoff vergisst sozusagen, was man mit ihm gemacht hat, zum Beispiel eben einen Härteprozess, den kann man wieder vergessen machen durch ein normal glühen. Ergebnis ist ein thermisch stabiler, feinkörniger, gleichmäßiger, spannungsarmer Werkstoffzustand mit einem optimalen Verhältnis von Festigkeit und Zähigkeit. Also Sie sehen, der Werkstoff ist nachher vollkommen entspannt.

Und wieder wie neu. Prinzipiell, wenn wir die Mechanismen verstehen wollen, die da ablaufen, sollten wir vielleicht mal auf die nächste Seite gehen und uns anschauen, wo liegt denn die Temperatur, die wir hier beim Glühen, beim Normalglühen aufbringen. Also an der Stelle, Sie sehen, hier gibt es ein Band im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm und das gilt für das Normalglühen.

Das heißt, hier können Sie ablesen, nehmen Sie sich eine Legierung, nehmen wir mal einen Werkstoff C45. C45 hat... ungefähr einen Kohlenstoffgehalt von 0,45 Prozent. 45 geteilt durch 100 ist sozusagen an dieser Stelle die Regel. Im Mittel, weil wenn wir in die Norm schauen, werden wir sehen, da gibt es ein von bis Bereich im Kohlenstoffgehalt und damit wären wir hier an dieser Stelle.

Das ist also hier 0,45 Prozent Kohlenstoffgehalt. Und wenn wir also jetzt hier mal ablesen, dann liegen wir hier ungefähr bei vielleicht 840 Grad, in diesem Fall 840 Grad Celsius. Das wäre die Normalklütemperatur und Sie sehen, niedriger Kohlenstoffgehalt ist die Normalklütemperatur etwas höher.

Wenn wir zu den... Erinnern Sie sich, das war die Eutektoidelegierung. Wenn wir zu den Über-Eutektoiden-Stellen kommen, dann sehen wir, bleibt hier diese Glühtemperatur gleich. Ansonsten ist sie abhängig vom Kohlenstoffgehalt. Schauen wir uns noch genauer an, warum genau diese Temperatur.

Wenn wir jetzt... in das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm reinschauen, dann sehen Sie, dass wir quasi beim Normalglühen über diese Umwandlungslinie kommen müssen, die ich jetzt hier nochmal nachziehe. Hätte ich jetzt nicht bis zu den Gusseisen ziehen müssen, aber auch Gusseisen kann man normal glühen, daher ist es jetzt vielleicht gar nicht so verkehrt. Also Normalzustand einstellen. Das heißt, wenn wir jetzt erwärmen von Raumtemperatur, dann kommen wir aus einem Zustand, den wir vielleicht nicht kennen, der kalt umgeformt ist, wie auch immer.

Auf jeden Fall könnte da ein kubisch raumzentriertes Gitter vorliegen und zementet, wenn wir die... Umwandlungslinie erreichen, einmal die 723 Grad, beziehungsweise diese zweite Umwandlungslinie, diese sogenannte GOS-Linie. Sie sehen, hier steht ein G, ein O und ein S und daher wird hier auch von einer sogenannten GOS-Linie gesprochen.

Also da müssen wir über oben drüber. Und was haben wir dann vorliegen? Wir haben ein...

kubisch flächenzentriertes Gitter vorliegen. Das heißt, wir haben schon mal aus dem kubisch raumzentrierten durch die Erwärmung eine Gitterumwandlung. Dann müssen wir in diesem Bereich jetzt für diesen Werkstoff ungefähr 840°C eine Weile halten und dann wird wieder abgekühlt und dabei wird aus dem kubisch flächenzentrierten Gitter wieder ein kubisch raumzentriertes Gitter. Das heißt, wir haben eine zweifache Gitterumwandlung. Das ist also hier zunächst mal ein Mechanismus.

Wir haben eine mehrfache Gitterumwandlung vom kubisch-raumzentrierten ins kubisch-flächenzentrierte Gitter. wieder in kubisch raumzentrierte Gitter. Und jetzt gehe ich doch noch mal hier hin.

Sie sehen hier unten bei Raumtemperatur, da steht jetzt hier Zementit. Zumindest für unseren C45 gibt es hier oben im Gamma-Mischkristallgebiet kein Zementit mehr. Wenn wir jetzt hier oben sind, dann gibt es hier schon noch Zementit.

nicht mehr ganz so viel. Also was haben wir hier noch? Wir haben eine mehrfache Gitterumwandlung und wir haben eine teilweise Auflösung von Zementit.

Das ist ein Mechanismus, der abläuft. Aber wir haben auch noch was anderes. Wir haben nämlich auch eine Rekristallisation.

Was bedeutet Rekristallisation? Das Wort Re bedeutet neu. Das ist also einfach eine Kornneubildung.

Das heißt, im festen Zustand bilden sich im Werkstoff neue Körner. Denken Sie zum Beispiel an den Prozess einer Kaltverfestigung. Da werden Körner gestaucht, gestreckt und wenn wir das Ganze jetzt wieder normal glühen, dann bilden sich dort wieder über eine Rekristallisation neue Körner. Und dann liegt am Ende dieses Prozesses eben, hier oben steht es, ein thermisch stabiler, feinkörniger, gleichmäßiger, spannungsarmer Werkstoffzustand. In diesem Fall eben auch nicht mehr diese langgestreckten, plattgedrückten Körner, sondern eben globulare Körner wieder vor.

Also das ist auch etwas, das kann man metallografisch dann sichtbar machen gegenüber dem Ausgangszustand. Welchen Temperaturzeitverlauf haben wir? Wir haben bei den unter-eutektoiden Stählen festgestellt, da müssen wir irgendwie über diese GOS-Linie, nämlich ungefähr 50 bis 100 Grad Celsius, über diese GOS-Linie und wenn wir bei den eutektoiden bzw. über-eutektoiden Stählen sind, Da sind wir bei ca.

750°C. Auch hier nochmal ein Blick in das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Wenn wir in das Gamma-Mischkristallgebiet, also wenn wir nur kubisch flächenzentrierte Gitterstrukturen vorlegen haben möchten, dann würden wir bei diesen Stählen eben hier über diese Segregatlinie erwärmen müssen.

Und das ist einfach etwas, ja... Das erfordert ja viel Energie, könnte man theoretisch machen, aber ist an der Stelle nicht erforderlich. Daher also schauen Sie...

sich diese Schraffur an. Das ist quasi der Bereich, in dem normal geklüht wird. Machen wir ein paar Beispiele. Was sind Beispiele?

Ich hatte es schon gesagt, wenn wir Baustelle nach einer Norm kaufen, zum Beispiel, dann steht da immer im normal geklühten Zustand dabei. Alle Eigenschaften, Festigkeit, Zähigkeit, die dort angegeben sind. beziehen sich auf den normal geklühten Zustand.

Was ist noch? Oder wo wird noch normal geklüht? Sie sehen das bei Stahlgussbauteilen. Insbesondere wenn das untereutektoide Stähle sind, dann wird dort normal geklüht, um eben diesen grobkörnigen und spröden Gussgefügezustand so ein bisschen zäher, so ein bisschen feinkörniger zu machen.

Auch hier ein Bild, das ist nicht von mir, die Quelle ist mir nicht mehr bekannt, kann man metallografisch sichtbar machen. Also im linken Bild sehen Sie wirklich dieses grobe Gussgefüge und im rechten Bild ist das so ein bisschen aufgelöst und feinkörnig. Wo macht man noch standardmäßig ein Schweiß, Entschuldigung, ein Normalklühen? Und zwar bei Schweißnähten.

in Druckbehältern oder an Druckbehältern. Das ist also vorgeschrieben, die müssen normal geglüht werden, um eben diesen Werkstoffzustand der Schweißnaht an den Zustand des Grundgefüges etwas anzugleichen. Das ist also an der Stelle ganz wichtig und wenn Sie Schweißnähte, Festigkeitsnachweis von Schweißverbindungen durchführen, dann werden Sie immer gefragt, ob normal geklüht wurde oder es gibt noch ein anderes Verfahren. Das werden wir als nächstes besprechen. Und wenn Sie diese Verfahren durchführen, wenn Sie Ihre Schweißnähte normal glühen, dann bekommen Sie sozusagen einen Bonus im Festigkeitsnachweis.

Und an der Stelle wird es in der Regel auf die Festigkeit gegeben. Die Festigkeit ist höher, wenn... das Bauteil oder die Schweißnaht normal geglüht ist.

Worum macht man noch standardmäßig einen Normalklühprozess? Sie sehen es, wenn Sie komplizierte Bauteile haben aus Über-Eutektoiden-Stählen. Das sind also die, die eben den höheren Kohlenstoffgehalt haben. Und wenn Sie die nachher härten wollen.

Härten ist ein weiteres Wärmebehandlungsverfahren. Und bevor Sie härten... Machen Sie also bei diesen so einen Normalklü-Prozess. Dadurch wird also Verzug und Rissgefahr, die beim Abschrecken, beim Härten auftreten kann, reduziert.

Also Normalklünen, nochmal in diesem Wort steckt das Wort normal, sollte quasi der Normalzustand eingestellt werden. Und das Normalklünen sollte sozusagen das Normalste von der Welt sein. Das ist das wichtigste für mich, das wichtigste Glühverfahren. Normalisieren. Was ist das nächstwichtigste Glühverfahren?

Das ist das sogenannte Spannungsarmglühen. Was bedeutet Spannung? Spannungsarm, also...

Theoretisch, aber das heißt es nicht, müsste es heißen Eigenspannungsarm glühen. Also es geht hier um Eigenspannungen und diese Eigenspannungen, das ist das Ziel, die sollen reduziert werden. Reduzieren von Eigenspannung. Was Eigenspannungen sind, das haben wir im Kapitel Metallkunde definiert. Eigenspannungen sind Spannungen in Bauteilen, ohne dass äußere Kräfte wirken.

Die Eigenspannungen stehen im Gleichgewicht, also in einem Querschnitt müssen sie, wenn sie Zugeigenspannung haben, an anderer Stelle genauso viele Druckeigenspannungen haben. Und die Frage ist natürlich, wo dann die äußeren Belastungen überlagert werden, im Zug-oder im Druckspannungsbereich. Also da gibt es eine ganz große Vielfalt an Möglichkeiten. Eigenspannung was Gutes sein können, aber eben auch, dass sie zu einem vorher oder zu einem schnellen Ausfall von Bauteilen führt.

Ganz häufig sind Eigenspannungen nicht bekannt. Das ist ein Problem. Die kann man nicht sehen, die kann man schwierig messen. Man kann da Erfahrung sammeln zu Bauteilen, aber und daher eben dieses Spannungsarm glühen.

Man möchte die in der Regel... reduzieren es sei denn man fügt die ganz bewusst ein das ist aber was ganz anderes also das ist jetzt hier nicht der fall also eigentlich wollen wir die nicht haben weil die sind unbekannt und die führen eben ja zu dingen die wir durchaus nicht mögen reduzierung von eigenspannungen heißt nicht das ist wie das wort arm wenn man arm ist dann heißt es nicht mal gar nichts sondern wissen was ist schon da das heißt die eigenspannung werden nicht auf null zurückgehen das ist muss also hier schon mal klar sein und ich möchte das jetzt hier wie das funktioniert deutlich machen an einem diagramm oder in einem diagramm und was trage ich jetzt hier auf ich trage einmal die temperatur auf und hier trage ich mal die spannungen auf Wir unterstellen, dass wir in einem Bauteil Eigenspannungen haben in dieser Höhe vor dem Spannungsarmglüh. Die kann man nicht sehen, die sind jetzt dort in einem Bauteilquerschnitt da. In dem Fall natürlich positive Eigenspannungen.

Vielleicht ist hier unsere Glühtemperatur vom Spannungsarm glühen. Und jetzt können wir uns mal überlegen, was passiert mit den Eigenschaften eines Werkstoffs, insbesondere der Streckgrenze oder Dehngrenze im Zugversuch, wenn wir die Temperatur erhöhen. Also, wenn wir die Temperatur erhöhen. Was bedeutet das? Können wir auch mal die Zugfestigkeit noch nehmen oder die Streckgrenze oder Dehngrenze.

Und Sie wissen, mit steigender Temperatur sinkt die Festigkeit und auch die Dehngrenze sinkt. Das heißt, wir können uns in diesem Diagramm vorstellen, Zunehmende Temperatur bedeutet sinkende Dehngrenze. Es gibt jetzt hier vielleicht, das ist nicht unbedingt eine Gerade, eine Kurve für die Dehngrenze. Je höher die Temperatur, umso niedriger ist die Dehngrenze. Und irgendwo darüber wird natürlich auch die Zugfestigkeit liegen.

Und auch hier, je höher die Temperatur, umso niedriger die Zugfestigkeit. Was passiert nämlich, wenn Eigenspannungen größer sind als die Zugfestigkeit an einer Stelle? Da gibt es einen Riss.

Also, wenn Spannungen die Zugfestigkeit überschreiten, dann geht etwas kaputt. Und wenn es Eigenspannungen sind, dann sind eben die dafür verantwortlich. So, das heißt, wir hatten jetzt hier schon mal Informationen, die wir eigentlich schon kennen.

Und jetzt erwärmen wir doch mal unser Bauteil. Und wenn wir das jetzt machen, dann werden wir, wir haben ja gesagt, langsam erwärmen. Wenn diese Eigenspannungen so groß sind, wie sie jetzt hier vorhanden sind, dann erreichen wir bei einer bestimmten Temperatur. Das ist noch nicht die Glühtemperatur. Die Dehngrenze, die bei dieser Temperatur auftretende Dehngrenze.

Wenn wir die Zugfestigkeit erreichen, dann wissen wir, dann geht etwas kaputt. Wenn unsere Spannungen so groß sind wie die Dehngrenze, was passiert dann? Dann gibt es eine plastische Verformung.

Natürlich nur an der Stelle, wo die Eigenspannungen so groß sind. Die sind nicht über den Querschnitt überall so gleich. überall so groß, aber lokal können Eigenspannungen eben so groß sein.

Und dann bekommen wir eine lokale plastische Verformung. Und wir lassen das Bauteil sozusagen sich bewegen und das wird ja nicht behindert. Und was passiert, wenn unsere Glühtemperatur allerdings hier bei dieser Temperatur liegt und nicht bei der im Moment erzielten oder erreichten Temperatur?

Wenn wir also jetzt weiter die Temperatur erhöhen, dann gibt es einfach hier eine plastische Verformung. Da wo ich das Kreuz gemacht habe, beginnt diese plastische Verformung und die ist beendet, wenn wir die Glühtemperatur erreichen. Und jetzt ist es natürlich klar, wenn wir jetzt wieder abkühlen, dann landen wir bei Eigenspannungen nach dem Glühen, die niedriger sind. als vorher. Das heißt, diese plastische Verformung führt zum Abbau von Eigenspannungen.

Das ist quasi das, was beim Spannungsarmglühen passiert. Was passiert im Inneren? Im Inneren sehen Sie, Mechanismen steht da, es verringert sich die Versetzungsdichte. Es gibt keine Kristallneubildung.

Also denken Sie dran, wenn wir einen kaltverfestigten Zustand haben, hatten wir vorhin schon mal drüber gesprochen, wir haben vielleicht plattgedrückte, langgestreckte Körner, dann ist das etwas, was jetzt beim... normal glühen nachher nicht mehr sichtbar ist, da gab es eine Kristallneubildung, beim Spannungsnormen glühen ist das nicht der Fall. Das heißt, unsere plattgedrückten, langgestreckten Körner bleiben erhalten.

Und damit ist das Ganze nicht mehr metallografisch nachweisbar. Also Sie können mir einen Teil geben, ich mache einen metallografischen Schliff oder Sie geben mir zwei Teile und sagen, ein... Bauteil ist spannungsarm geblüht.

Wenn ich einen metallografischen Schliff von beiden Bauteilen mache, dann werde ich feststellen, dass ich keine Unterschiede sehe. Also vielleicht können wir uns das nochmal hier notieren. Das Ganze, es gehört jetzt vielleicht nicht zum Mechanismus, ist nicht metallografisch nachweisbar. metallografisch nachweisbar.

Aber Sie sehen ja da oben, die Eigenspannungen sind schon reduziert. Bei welcher Temperatur wird das jetzt durchgeführt? Und auch hier ein Blick ins Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Diese Schraffur, also spannungsarm glühen. Es sind also Temperaturen 550 bis 650, 580 ungefähr, 650 in diesem Bereich.

Wird also Spannungsarmglühen durchgeführt und was sehen Sie, wenn Sie normal glühen, dann bekommen Sie natürlich das Spannungsarmglühen gratis. Und es sind sogar noch mehr Eigenspannungen abgebaut als beim Spannungsarm. Also das kann man hier ganz einfach erkennen.

Also Temperatur, Zeitverlauf für un-und niedriglegierte Stähle 580 bis 650 Grad Celsius. Vergütete Stähle gut unterhalb der Anlasstemperatur. Wir werden sehen, was das überhaupt ist.

Vergüten ist ja noch... Ein weiteres Wärmebehandlungsverfahren dabei wird angelassen. Es gibt ein Verfahren, das ist ein bisschen weniger als Spannungsarmglühen, das heißt Entspannen. Zum Beispiel macht man das bei einsatzgehärteten Bauteilen bei ca. 200°C.

Da werden wirklich so diese lokalen, so hohe Eigenspannungen, Entschuldigung, hohe Eigenspannungen. die werden quasi abgebaut also wirklich nur Stellen Sie sich vor, die Glühtemperatur würde jetzt hier liegen, also niedriger. Dann wären eben wirklich nur so hohe Spannungsspitzen abgebaut.

Aber Sie sehen, während beim Normalklühen die Zeit, wie lange das dauert, so hatten wir damals geschrieben, ca. 30 Minuten, kommt natürlich nochmal aufs Werkstoffvolumen. an das ist klar hier das ist etwas was durchaus sehr lange dauert zehn stunden das ist ungefähr eine schicht oder über nacht abkühlen im ofen oder an der luft also einfach offen abschalten und nächsten tag wiederkommen könnte eine variante sein also spannungsarm glühen hat braucht eine gewisse zeit Schauen wir uns das nächste Glühverfahren an und das ist für mich auch das drittwichtigste, das ist das Rekristallisationsglühen. Es gab schon mal einen Abschnitt, ein Kapitel, das hieß Kalt-und Warmumformung. Da habe ich über Rekristallisation, über Rekristallisationsglühen schon mal gesprochen und Sie sehen auch hier, was könnte das Ziel sein?

Natürlich, Re hatten wir schon. Das ist eine Neukristallisation. Es muss eine Kormneubildung auftreten.

Ah, vielleicht habe ich noch was vergessen. Ich gehe doch noch mal hier hin. Wenn ich zum Spannungsarm glühen gehe, Sie sehen, da gibt es keine Gitterumwandlung. Wir befinden uns hier im Alpha-Mischkristall, im kubisch-raumzentrierten Gitter.

Also es gibt weder... Eine Gitterumwandlung noch eine Rekristallisation. Aber jetzt beim Rekristallisationsglühen, natürlich gibt es da eine Rekristallisation. Das heißt, das Ziel an der Stelle, man möchte natürlich eine Kornneubildung.

Und die Frage ist vielleicht, wann möchte man oder warum möchte man das? Rekristallisationsglühen ist etwas, was man macht, wenn man quasi diese Kaltverfestigung, rückgängig machen möchte. Also wenn man eine Kaltumformung hatte, Sie wissen auch das ist durchaus ein Werkstoffzustand, der über das Bauteil gesehen sehr inhomogen ist. Kaltverfestigung kann man möchten, das kann man bewusst durchführen, aber ganz häufig formt man um und dann ist einfach diese Kaltverfestigung da. Und wenn man quasi das rückgängig machen will, dann muss man ein Rekristallisationsglühen anschließen.

Also Ziel ist, Eigenschaftsänderungen aus einer Kaltumformung aufheben oder rückgängig machen. Erinnern Sie sich, bei einer Kaltverfestigung gab es natürlich eine höhere Festigkeit, das ist klar, aber auch eine reduzierte Verformungsfähigkeit. Das heißt, es können durchaus durch eine Kaltverfestigung spröde Werkstoffzustände entstehen und die werden natürlich jetzt hier auch wieder rückgängig gemacht bzw.

aufgehoben. Was? Für Mechanismen ablaufen, da schauen wir uns hier vielleicht erstmal im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm an, wo dieser Temperaturbereich liegt. Sie sehen, der liegt also auch wieder unterhalb der Umwandlungslinie, das heißt es gibt keine Gitterumwandlung.

Aber hier erstmal Rekristallisationsblühen. Und da sehen Sie schon wieder dabei, also beim Rekristallisationsglühen gibt es auch Eigenspannungen, die reduziert werden. Kommen wir wieder hier zurück.

Also auf jeden Fall gibt es eine Verringerung der Versetzungsdichte, es gibt eine Rekristallisation, aber keine Gitterumwandlung. Vielleicht das als Ergänzung. Und natürlich kann man das metallografisch nachweisen.

In Abhängigkeit des Umformgrades, auch das haben wir schon gesprochen, hoher Umformgrad, ergibt eine Rekristallisationstemperatur, die niedriger ist, als wenn der Umformgrad nicht so hoch ist. Also damit liegt diese Temperatur bei ca. 500 bis 700 Grad Celsius und ist natürlich auch wieder...

Die Dauer abhängig vom Bauteilvolumen dauert das wenige Minuten bei dünnen Querschnitten, wenn ich hier zum Beispiel an den Draht denke, bis also mehrere Stunden. Wenn man zu lange glüht, gibt es die Gefahr der Grobkornbildung. Das ist wiederum nicht so günstig, aber ich glaube, das ist jetzt nicht so ein großes Problem. Damit habe ich ehrlich gesagt die wichtigsten Glühverfahren besprochen, aber es gibt noch mehr Glühverfahren, die ich Ihnen nicht vorenthalten möchte. Was gibt es noch?

Es gibt ein sogenanntes Weichglühen. Das Ziel ist hier, ein gut umformbares Gefüge herzustellen. Vorzugsweise macht man das bei Eutektoiden und Über-Eutektoiden-Stählen.

Das sind also die, die ein bisschen mehr Kohlenstoffgehalt haben. Man macht das, um eine bessere Zersparnbarkeit hinzubekommen. Bei Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt größer 0,4 Prozent zum Beispiel.

Aber jetzt bin ich bei den höher kohlenstoffhaltigen Stählen. Man macht das... besonders bei Werkzeugstellen, wenn man nachher härten möchte. Also da sind wir wieder an der Stelle. Härten ist ein weiteres Wärmebehandlungsverfahren.

Wenn ich quasi dort eine geringere Rissneigung haben möchte, dann mache ich vorher ein sogenanntes Weichglühen. Nebenbei gesagt, es gibt Weichglühen. Ich habe mal in der Klausur hat einer geschrieben Hartglün, also Hartglün gibt es nicht.

Es gibt nur Weichglün. Und um uns mal anzuschauen, bei welcher Temperatur das jetzt stattfindet, schauen wir auch hier wieder ins Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Und das Weichglün, das ist quasi hier.

Oh je, zu schnell. Dieser. Temperaturbereich. Sie sehen, da geht man so ein bisschen über, knapp unter, für die Untereutektoidenstähle knapp unter die Umwandlungslinie, aber für die Übereutektoidenstähle geht man sozusagen hier so ein bisschen über diese Umwandlungslinie und man geht da nicht bloß einmal hin, sondern Entschuldigung, man geht da so mehrfach hin.

Oder, bevor wir hier was eintragen, gehe ich vielleicht doch gleich auf das Bild. Was ist nämlich das Ergebnis des weichgeglühten Zustands? Sie sehen es hier im rechten Bild. Der weichgeglühte Zustand, das was Sie hier so sehen, diese Punkte, das ist kugelig eingeformter Zementit. Im linken Bild sehen Sie...

Eine eutektoidische Legierung mit diesem typischen Perlit, mit dieser streifigen Struktur. Das heißt, wir haben hier im Perlit eine Zeile ferret, eine Zeile cementet. Und das sind natürlich solche Lamellen, Streifen in diesem Gefüge. Es sind Lamellen. Und wenn Sie sich vielleicht an Gusseisen mit Lamellen-Graffit erinnern, dann war das eigentlich von der inneren Kerbwirkung her sehr ungünstig.

Eine Kugel hat eine geringere Formzahl, die innere Kerbwirkung eben durch diese Zemented-Kugeln ist deutlich niedriger als diese Lamellenform des Zementeds. Das ist also... an der Stelle gewollt. Das macht der Zementit nicht von alleine. Nur wenn man ihn hier so ein bisschen unter und wieder rüber diese 723 Grad Umwandlungstemperatur bringt.

Also durch so eine Art Pendelglühen wird dieser Zementit kugelig eingeformt. Also schreiben wir hin, oder nee, machen wir mal noch ein Diagramm. Das, was wir machen, Temperatur über der Zeit. Wenn das hier unsere Glühtemperatur ist, dann haben wir gesagt, wir müssen natürlich langsam erwärmen, halten und dann langsam wieder abkühlen.

Und hier wird jetzt diese Temperatur nicht gehalten. sondern das ist so ein bisschen so ein hin und her, so eine Pendelklün nennt man das. Also Untereutektoide, Stähle kurz unterhalb der Umwandlungslinie. das waren diese 723 grad celsius und über eutektoide stähle da gibt es zum pendel glühen um diese 723 Grad Celsius. Und das Ergebnis, wir haben es gesehen in einem Bild, das ist diese kugelige Einformung des Zementits.

und das ist einfach günstiger wir haben es ja hier oben gesehen für eine nachfolgende härtung ich glaube das ist etwas das kann man sogar verstehen Zum Schluss noch zwei Glühverfahren, die nicht so eine große Bedeutung haben, aber ich glaube auch hier hatten Sie ja schon gesehen, dass auch das Weichglühen nicht so eine große Bedeutung hat. Grobkornglühen, was ist natürlich nicht so eine große Bedeutung, aber ich glaube auch hier hatten Sie ja schon gesehen, dass auch das Weichglühen nicht so eine große Bedeutung hat. hier das Ziel, ein grobes Korn.

Ich weiß, Sie können sich das meistens sehr gut merken, aber das ist wirklich etwas, was selten durchgeführt wird. Sehr selten durchgeführt. Es ist ein besserer zerspanbarer Zustand, aber wir haben dadurch eine geringe Festigkeit und ist jetzt nicht so attraktiv.

Auch hier vielleicht ein kleiner Blick, wo liegt denn dieses Grobkorn? vom temperaturbereich hier also sie sehen das ist jetzt das was hier im moment das mit der höchsten temperatur ist also das braucht die meiste energie liegt also im gamma mischkristall gebiet an dieser stelle und natürlich bekomme ich hier eine ein kornwachstum ich bekomme eine zweifache gitter umwandlung mehrfache hatten wir am anfang geschrieben kann man es ja auch so schreiben mehrfache gitterumwandlung Ich habe eine KOM-Neubildung, eine Rekristallisation. und sie sehen normal glühen ist dabei spannung eigenspannung sind weg oder reduziert also an der stelle ganz weit oben relativ klar Temperaturen, Sie sehen 950, 1100 Grad, das ist schon ganz ordentlich. Und Sie sehen, das sind auch lange Glühzeiten.

10 Stunden sind wir wieder bei eine Schicht, eine Nacht. Also das dauert. Natürlich bauteilabhängig ist klar.

Wie gesagt, es hat nicht so eine große Bedeutung, es ist... wird selten durchgeführt aber gibt es natürlich und dann kommen wir zu den letzten Klüverfahren das ist das Diffusionsklühen natürlich was möchte man an der Stelle man möchte dass etwas diffundiert in einem Festkörper und Diffusion Es ist etwas, das ist Ihnen auch klar, in einem Festkörper, das braucht sehr lange, das funktioniert besser bei hohen Temperaturen. Und daher wird Diffusionsglühen auch etwas sein, was bei hohen Temperaturen stattfindet.

Und das sehen Sie jetzt hier im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm. Das ist das Verfahren, wo die Temperaturen am höchsten sind. Wir befinden uns hier, also hier vielleicht, wir befinden uns kurz vor der Soliduslinie, also kurz bevor der Werkstoff flüssig wird.

Das ist natürlich nicht zielführend, das ist ja logisch, wenn wir Bauteile glühen. Aber sehr hohe Temperaturen an der Stelle für Stähle. Wann macht man sowas?

Sie sehen, das Ziel ist... eingetragen Beseitigung von Kristallseigerungen bei Stahlguss. Das heißt, Kristallseigerungen waren Entmischungen in einem Kristall, in einem Korn.

Und Sie erinnern sich, wenn wir umformen, wenn wir richtig umformen, dann können wir diese Kristallseigerungen auch auflösen. Das heißt, es ist definitiv etwas, was man nur bei Guss macht. Oder, ja, stimmt vielleicht nicht ganz, aber vorwiegend bei Gussmacht. Also vielleicht Kristallseigerungen, das waren diese Entmischungen in einem Korn. Logisch, was ist der Mechanismus hier?

Es muss ein Konzentrationsausgleich stattfinden. Das können hier verschiedene Atome sein. Übrigens, diese Kristallseigerungen entstehen auch, wenn unsere Soliduslinie eine bestimmte Neigung hat.

Und daher gibt es Werkstoffe, die eben zu solchen Kristallseigerungen neigen. Und andere, die das also nicht tun oder bei denen das unkritisch ist. Also auch das ist etwas, das wird durchaus selten durchgeführt.

Mache ich jetzt mal hier. Aber deswegen steht es am Ende, nicht nur, weil es die höchste Temperatur hat von den Glühverfahren. Temperatur, wie gesagt, kurz unterhalb der Soliduslinie. Und hier sehen Sie, Diffusion ist etwas, was Zeit braucht.

Und daher 50 Stunden, das sind also mehrere Tage. die quasi hier durchaus angewendet werden, um Bauteile, Diffusion zu glühen. Diffusion zu glühen, was natürlich auch auftritt.

Sie sehen es, wir sind jetzt hier auch in einem Bereich, wo wir Grobkorn glühen machen. Natürlich entsteht über diese lange Zeit dann eben auch ein grobes Korn. Also auch das nicht immer günstig. Und daher, Entschuldigung, Diffusionsglühen, das letzte Glühverfahren. Ich fasse nochmal zusammen.

Wichtigstes Glühverfahren ist das Normalglühen. Das bekommt den Platz 1 der Glühverfahren von mir. Dann zweitwichtigstes, das Spannungsarmglühen und dann das Rekristallisationsglühen. Gut.

Alle haben ihre Bedeutung. Sie sehen, wenn Sie über diese Umwandlungslinie, die ich jetzt vielleicht auch mal rot noch mal eintrage, kommen, dann gibt es eine Gitterumwandlung. Gut, jetzt ziehe ich es mal hier durch bis zum Gusseisen.

Wir reden aber jetzt gerade nur über Stahl. Also das ist ja alles Stahl. Sie sehen, wann gibt es eine Gitterumwandlung, wann wird rekristallisiert oder wann gibt es eine Kornneubildung.

Ja, diese Rekristallisationstemperatur ist nicht eine reine werkstoffabhängige Temperatur, sondern die ist auch vom Umformgrad abhängig. Aber das ist alles, was Sie hier quasi ablesen können in diesem Zustandsdiagramm. Und damit hätten wir die Glühverfahren besprochen.

Im nächsten Video wird es dann ums Härten gehen.

Transcript for:Eisenbasis 7 Wärmebehandlung

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Eisenbasis 7 Wärmebehandlung