Einführung in Stahl und Wärmebehandlung

Grundlagen

• Unterschied zwischen Gusseisen und Stahl.
• Metastabiler Zustand im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm.
• Kohlenstoffgehalt < 2% ist für Stahl relevant.

Eisen-Kohlenstoff-Diagramm

• Phasenfelder: Schmelze, Gamma-Mischkristall, Alpha-Mischkristall, Zementit.
• Erstarrung und Phasenübergänge bei unterschiedlichen Temperaturen.
• Segregatlinie: Ausscheidung von Kohlenstoff als Zementit.

Mikrostrukturen von Stahl

• Gefügebilder: Ferrit, Perlit, Zementit.
• Unterschiedliche Mikrostrukturen je nach Kohlenstoffgehalt:
  • Bild 1: Vorwiegend Ferrit mit wenig Zementit.
  • Bild 2: Mehr Perlit, weniger Ferrit.
  • Bild 3: 100% Perlit.
  • Bild 4: Zusätzlich mehr Zementit.

Eigenschaften von Stählen

• Unterschiedliche Stähle je nach Kohlenstoffgehalt: Baustähle, Werkzeugstähle, Wälzlagerstähle.
• Kohlenstoffgehalt beeinflusst Festigkeit und Verformungsfähigkeit:
  • Baustähle: Niedriger Kohlenstoffgehalt, gut umformbar, niedrigere Festigkeit.
  • Werkzeugstähle/Wälzlagerstähle: Höherer Kohlenstoffgehalt, höhere Festigkeit, weniger umformbar.

Schweißen und Wärmebehandlung

• Schweißbarkeit hängt vom Kohlenstoffgehalt ab:
  • Baustähle: Leicht schweißbar.
  • Werkzeugstähle: Eingeschränkt schweißbar.
• Wärmebehandlungsmöglichkeiten:
  • Baustähle sind nicht härtbar.
  • Werkzeug- und Wälzlagerstähle können vielfältig wärmebehandelt werden, um Festigkeit zu steigern.

Legierungselemente

• Werkzeugstähle enthalten oft zusätzliche Legierungselemente wie Chrom, Molybdän, Titan, Wolfram zur Festigkeitssteigerung.

Zusammenfassung

• Der Kohlenstoffgehalt ist entscheidend für die Eigenschaften und Bearbeitbarkeit von Stahl.
• Unterschiedliche Stähle erfordern unterschiedliche Wärmebehandlungen, um spezifische Eigenschaften zu erzielen.