Wärmebehandlung von Metallen: Alles, was Sie wissen müssen

Die Anwender von Metallen in der verarbeitenden Industrie haben gelernt, wie sie die große Vielfalt an Metallen verbessern können. Dies geschieht meist, um ihre Eigenschaften auf die jeweilige Aufgabe abzustimmen, wie z. B. die Reaktion auf Präzisionsbearbeitung.

Es gibt zahlreiche Methoden zur Verbesserung von Metallen, eine davon ist die Wärmebehandlung von Metallen. Dieser Prozess kann eine Reihe verschiedener Eigenschaften verändern, darunter Festigkeit, Verformbarkeit, Elastizität, Härte, Duktilität und Bearbeitbarkeit.

Wie das Thema dieses Artikels schon andeutet, geht es in diesem Artikel um alles, was Sie über die Wärmebehandlung von Metallen wissen müssen.

Was ist Wärmebehandlung von Metallen?

Die Wärmebehandlung ist ein allgemeiner Prozess, bei dem durch Erhitzen und Abkühlen in verschiedenen Stufen die physikalischen Eigenschaften von Metallen (Gefüge) wie Stahl, Aluminium und vielen anderen verändert werden. Der Hauptzweck einer solchen Behandlung besteht darin, die physikalischen und strukturellen Eigenschaften für einen bestimmten Verwendungszweck oder eine künftige Bearbeitung des Metalls zu verbessern.

Es gibt eine Vielzahl von Wärmebehandlungsverfahren, darunter Einsatzhärten, Glühen, Anlassen, Entkohlen, Normalisieren, Einsatzhärten, Altern, Abschrecken und mehr. Während jede dieser Wärmebehandlungen unterschiedliche Ergebnisse im Metall hervorbringt, umfassen sie alle drei grundlegende Schritte. Zu diesen Schritten gehören Erhitzen, Durchwärmen und Abkühlen.

Die Vorteile der Wärmebehandlung von Metallen

In der verarbeitenden Industrie wird die Wärmebehandlung von Metallen im Allgemeinen als ein genau kontrollierter Prozess der Erwärmung und Abkühlung eingesetzt. Durch die Wärmebehandlung wird das Metall nicht nur härter, sondern auch weicher. Durch die Erweichung werden Metalle für Bearbeitungsvorgänge wie Kaltschmieden, Zerspanen, Tiefziehen und vieles mehr geeignet. Die Wärmebehandlung von Metallen ist vorteilhaft und umfasst folgende Aspekte:

• Verbesserung der Bearbeitbarkeit oder Verarbeitbarkeit:

Die Wärmebehandlung trägt dazu bei, die Verarbeitbarkeit eines Metalls zu verbessern. Dies geschieht durch die Beseitigung innerer Spannungen aus vorangegangenen Fertigungsprozessen wie Warm- und Kaltbearbeitung, maschinelle Bearbeitung, Schweißen und Stanzen. Ist ein Metall beispielsweise sehr schwer zu biegen oder zu bearbeiten, kann es einer Glühbehandlung oder einem Spannungsarmglühen unterzogen werden. Dadurch wird die Härte eines solchen Materials verringert. Wenn sich ein Werkstoff bei der Bearbeitung verformt, kann er geglüht oder spannungsarmgeglüht werden, um eine Verformung zu verhindern. Eine Wärmebehandlung mittels Induktion oder Flamme kann auch dazu dienen, einen bestimmten Bereich des Metalls zu erweichen, während der übrige Teil des Metalls unberührt bleibt.

• Verbesserung der Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit

Es gibt verschiedene Wärmebehandlungsverfahren. Einige dieser Verfahren können zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit eingesetzt werden, indem die betreffenden Metalle gehärtet werden. Metalle wie Titan, Stahl, Inconel und einige Kupferlegierungen können entweder an der Oberfläche (Einsatzhärtung) oder durchgehend (Durchhärtung) gehärtet werden. Dadurch wird das Material stärker, haltbarer, zäher und widerstandsfähiger gegen Verschleiß. Dieses Verfahren ist die beste Methode, um die Haltbarkeit von preiswertem Stahl wie 1018 oder A-36 zu erhöhen.

Das örtliche Härten kann entweder durch Induktion oder durch Flammen erfolgen. Dies kann auch dazu beitragen, ein bestimmtes Teil zu härten, wobei der übrige Teil des Materials unberührt oder unverändert bleibt. Schließlich wird das Nitrieren dazu verwendet, die Oberfläche des Teils bei niedrigen Temperaturen zu härten, um den Verzug zu verringern.

• Verbesserung von Zähigkeit und Stärke

Zähigkeit und Festigkeit stehen in einem Spannungsverhältnis, da eine Erhöhung der Festigkeit, gemessen an der Härte, zu einer Verringerung der Zähigkeit und zu Sprödigkeit führen kann. Folglich kann die Wärmebehandlung die Zugfestigkeit, die Streckgrenze und die Bruchzähigkeit beeinflussen. Durchhärtung oder Einsatzhärtung tragen dazu bei, die Festigkeit des Werkstoffs zu erhöhen. Um die Sprödigkeit zu verringern, muss das Material jedoch zurückgezogen oder angelassen werden. Das Ausmaß des Anlassens richtet sich nach der für das Teil erforderlichen Endfestigkeit. Wenn das erhaltene Material zu spröde ist, kann es außerdem wärmebehandelt werden, entweder durch erneutes Anlassen oder durch Glühen, um es brauchbarer (duktiler) zu machen.

• Verbesserung der magnetischen Eigenschaften

Viele Metalle, darunter 316 oder 1008, neigen dazu, an Magnetismus zu gewinnen, der als magnetische Permeabilität gemessen wird. Dies wird meist erreicht, wenn die betreffenden Materialien durch Bearbeitung, Stanzen, Formen und Biegen gehärtet werden. Abgesehen von der Erhöhung des Magnetismus gibt es eine spezielle Art des Glühens, die zur Verringerung der magnetischen Permeabilität beiträgt. Dies ist wichtig, wenn das Teil in einer elektronischen Umgebung eingesetzt wird.

Welche Metalle können wärmebehandelt werden?

In der Welt der Wärmebehandlung machen die Eisenmetalle den größten Teil der wärmebehandelten Werkstoffe aus. Etwa 80% der wärmebehandelten Eisenmetalle sind die verschiedenen Stahlsorten. Weitere Beispiele für wärmebehandelbare Eisenmetalle sind rostfreier Stahl und Gusseisen. Aber auch andere Metalle wie Magnesium. Aluminium, Nickel, Titan, Messing, Kupferlegierungen und viele andere sind wärmebehandelbar.

Wärmebehandlung Aluminium

Wärmebehandlung von Aluminium hilft bei der Verfestigung und Härtung einer bestimmten Untergruppe von Aluminiumlegierungen. Dazu gehören Knet- und Gusslegierungen, die ausscheidungshärtbar sind. Zu diesen ausscheidungshärtbaren Aluminiumlegierungen gehören die Sorten 2XXX, 6XXX, 7XXX und 8XXX. Das Glühen kann auch für Teile erforderlich sein, die während des Umformprozesses einer Kaltverfestigung unterzogen wurden.

Die typische Wärmebehandlung von Aluminium umfasst Glühen, natürliche und künstliche Alterung, Homogenisierung und Lösungsglühen. Die Wärmebehandlung von Aluminium unterscheidet sich zwar von der anderer Metalle wie Stahl, aber die Ofentemperatur kann je nach dem genauen Verfahren zwischen 240 und 1000oF liegen.

Wärmebehandlung von Stahl

Wie bereits erwähnt, sind die meisten wärmebehandelten Eisenmetalle Stahl. Die Anpassung des Kohlenstoffgehalts von Stahl ist die einfachste Wärmebehandlung von Stahl. Sie trägt dazu bei, die mechanischen Eigenschaften des Stahls zu verändern. Weitere Änderungen werden durch die Wärmebehandlung vorgenommen - zum Beispiel durch Beschleunigung der Abkühlung über den Umwandlungspunkt von Austenit in Ferrit. Auch die Erhöhung der Abkühlungsgeschwindigkeit von perlitischem Stahl (0,77% Kohlenstoff) auf etwa 200oC pro Minute erzeugt einen DPH von etwa 300, und die Abkühlung bei 400oC pro Minute erhöht den DPH auf etwa 400. Die zunehmende Härte wird auf die Bildung eines feineren Perlit- und Ferritgefüges zurückgeführt, das sich bei langsamer Abkühlung an der Umgebungsluft ergibt.

Zu den allgemein üblichen Wärmebehandlungsverfahren für Stahl gehören Glühen, Abschrecken, Anlassen, Borieren, Aufkohlen, Einsatzhärten, Nitrieren, Entkohlen, Cyanidhärten und viele andere. Allerdings muss nicht jede Stahlsorte alle genannten Wärmebehandlungen durchlaufen, aber alle Stähle müssen behandelt werden.

Wärmebehandlung von rostfreiem Stahl

Ein weiteres wärmebehandelbares Metall ist rostfreier Stahl. Die Behandlung von rostfreiem Stahl richtet sich im Allgemeinen nach der Sorte oder Legierung. Wärmebehandlungsverfahren wie Härten, Spannungsarmglühen und Glühen tragen dazu bei, die Korrosionsbeständigkeit und Duktilität von Edelstahl während der Herstellung zu verbessern. Sie tragen auch dazu bei, eine harte Struktur zu erzeugen, die Abrieb und hohen mechanischen Belastungen standhält.

Die Wärmebehandlung von rostfreiem Stahl erfolgt meist unter kontrollierten Bedingungen, um Entkohlung, Aufkohlung und Verzunderung auf der Oberfläche des rostfreien Stahls zu verhindern. Zu den gängigen Methoden der Wärmebehandlung von nichtrostendem Stahl gehören Glühen (Abschreckglühen, Prozessglühen und Stabilisierungsglühen), Härten, Spannungsarmglühen und vieles mehr.

Wärmebehandlung Titan

Titan und seine Legierungen werden einer Wärmebehandlung unterzogen, um die bei der Herstellung entstandenen Restspannungen abzubauen (Spannungsarmglühen). Außerdem führt sie zur Herstellung einer optimalen Kombination aus Maßhaltigkeit und Bearbeitbarkeit (Glühen). Zur Erhöhung der Festigkeit von Titan und seinen Legierungen werden Lösungsglühen und Altern eingesetzt. Bei der Wärmebehandlung werden Titanlegierungen in Alpha-, Beinahe-Alpha-, Alpha-Beta- oder Beta-Legierungen eingeteilt.

• Während Alpha- und Beinahe-Alpha-Legierungen von Titan spannungsarm geglüht werden können, kann die hohe Festigkeit nicht durch irgendeine Art von Wärmebehandlung entwickelt werden.
• Die handelsüblichen Beta-Legierungen werden als metastabile Beta-Titan-Legierungen betrachtet. Wenn sie ausgewählten hohen Temperaturen ausgesetzt werden, zersetzt sich die verbleibende Beta-Phase und das Material verfestigt sich. Um Beta-Legierungen zu erhalten, können Alterung und Spannungsarmglühen kombiniert werden, während Glühen und Lösungsglühen identische Vorgänge sein können.
• Wie der Name schon sagt, sind Alpha-Beta-Legierungen Zweiphasenlegierungen, die sowohl die Alpha- als auch die Beta-Phase enthalten. Sie scheinen die vielseitigsten und häufigsten der drei Legierungssorten von Titan zu sein.

Wärmebehandlung Kupfer

Kupfer als Metall hat eine angenehme Farbe, aber die wichtigsten Eigenschaften von Kupfer sind seine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit, Festigkeit, Bearbeitbarkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, Nichtmagnetismus und leichte Verarbeitbarkeit. Die Endprodukte der Kupferverarbeitung werden im Allgemeinen als Gießerei- und Walzprodukte bezeichnet. Dazu gehören Kabel und Drähte, Bänder, Stangen, Rohre, Gussstücke, pulvermetallurgische Formen, Bleche, Platten, Stangen, Schmiedestücke und mehr. Diese Produkte werden aus Kupfer und seinen Legierungen hergestellt und können für verschiedenste Zwecke wärmebehandelt werden.

Zu den gebräuchlichsten Wärmebehandlungsverfahren für Kupfer gehören Homogenisieren, Spannungsarmglühen, Glühen, Ausscheidungshärten und viele mehr.

Gängige Wärmebehandlungsmethoden

Glühen

Das Glühen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem ein Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann langsam abgekühlt wird, so dass ein feineres Gefüge entsteht. Dieses Verfahren kann entweder vollständig oder teilweise durch Trennung der Bestandteile durchgeführt werden. Dieses Verfahren wird in der Regel angewandt, um ein Metall für die Kaltumformung zu erweichen und seine Merkmale oder Eigenschaften wie Bearbeitbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Duktilität und Zähigkeit zu verbessern.

Sie ist vorteilhaft für den Abbau von Spannungen im Metall, die durch frühere Kaltverformungsprozesse entstanden sind. Bei der Rekristallisation wird die entstandene plastische Verformung beseitigt, wenn die Temperatur des Metalls die obere kritische Temperatur überschreitet.

Bei dieser Methode der Wärmebehandlung können die zu behandelnden Teile eine Vielzahl von Techniken durchlaufen. Zu diesen Verfahren gehören unter anderem das Teilglühen, das Vollglühen, die Rekristallisation und das Schlussglühen.

Eisenlegierungen können entweder prozessgeglüht oder voll geglüht werden. In diesem Fall beinhaltet das Prozessglühen eine schnellere Abkühlung bis hin zum Normalisieren, um ein einheitliches Gefüge zu erzeugen. Beim Vollglühen hingegen erfolgt eine langsame Abkühlung, um eine Form von grobem Perlit zu erzeugen.

Nichteisenmetalle werden meist einer Vielzahl von Glühverfahren unterzogen. Dazu gehören das Teilglühen, das Vollglühen, das Rekristallisationsglühen und das Schlussglühen.

Normalisierung

Die normalisierende Wärmebehandlung wird eingesetzt, wenn innere Spannungen abgebaut werden müssen. Diese Spannungen können durch Verfahren wie Gießen, Schweißen oder Abschrecken verursacht werden. Bei diesem Verfahren müssen die Metallteile auf eine Temperatur erhitzt werden, die 40oC über der oberen kritischen Temperatur liegt.

Eine weitere nützliche Funktion des Normalisierens besteht darin, bei der Herstellung einer Legierung eine einheitliche Größe und Zusammensetzung zu gewährleisten. Das Normalisieren kann auch für austenitisierte Eisenlegierungen verwendet werden, die an der Luft abgekühlt wurden.

Diese Technik ist vorteilhaft, weil sie Martensit, Perlit und sogar Bainit erzeugt. Dadurch wird der Stahl härter und fester als geglühter Stahl. Tatsächlich ist normalisierter Stahl zäher als jeder wärmebehandelte Stahl. Aus diesem Grund werden Teile, die massiven äußeren Belastungen standhalten müssen oder eine hohe Schlagzähigkeit aufweisen, immer normalgeglüht. Dies trägt dazu bei, dass das Teil den Anforderungen des für das Projekt benötigten Teils entspricht.

Stressabbau

Wenn einige Teile Umform-, Walz-, Richt- oder Bearbeitungsprozessen unterzogen werden, bleiben bestimmte innere Spannungen auf dem Teil zurück. Um diese inneren Spannungen abzubauen, wird die Technik der Spannungsarmglühung eingesetzt.

Das Verfahren der Spannungsarmglühung wird eingesetzt, um Spannungen zu verringern oder zu beseitigen, die sich in einem Teil aufgrund früherer technischer Tätigkeiten an diesen Teilen aufgebaut haben. Dabei werden die Teile meist auf eine Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur erhitzt und dann gleichmäßig abgekühlt.

Die spannungsabbauende Wärmebehandlung wird u. a. bei Kesseln, Luftkesseln und Druckbehältern eingesetzt.

Alterung

Die Alterung ist auch als Ausscheidungshärtung bekannt. Dieses Wärmebehandlungsverfahren ist vor allem für seine Anwendung bei der Erhöhung der Streckgrenze von verformbaren Metallen bekannt. Der Wirkungsmechanismus dieser Technik erzeugt gleichmäßig verteilte Partikel im Korngefüge eines Metalls, die zu einer Veränderung der Eigenschaften führen.

Nach dem Wärmebehandlungsverfahren, bei dem hohe Temperaturen erreicht werden, folgt die Ausscheidungshärtung. Bei der Alterung hingegen wird die Temperatur nur auf ein optimales Niveau angehoben und schnell wieder gesenkt.

Während einige Metalle auf natürliche Weise (bei Raumtemperatur) altern, werden andere künstlich gealtert, d. h. bei erhöhten Temperaturen. Es ist sehr einfach, natürlich alternde Metalle bei niedrigeren Temperaturen zu lagern. Natürlich alternde Legierungen werden in einigen Anwendungen in der Tiefkühltruhe aufbewahrt, um eine Aushärtung zu vermeiden, bis sie verwendet werden können. Zu den Legierungen, die einer Ausscheidungshärtung unterzogen werden können, gehören Aluminiumlegierungen (Serie 2000, Serie 6000 und Serie 7000), Stahl (martensitaushärtender Stahl) und viele andere.

Abschrecken

Beim Abschrecken oder Abschreckhärten werden Teile über ihre obere kritische Temperatur hinaus erhitzt, so dass die Temperatur des Teils schnell auf Raumtemperatur sinkt. Die Rückführung auf Raumtemperatur erfolgt durch Eintauchen des heißen Metalls in Öl, Salzlake, ein in Wasser gelöstes Polymer oder eine andere geeignete Flüssigkeit, um die Struktur vollständig zu härten. Dieser Prozess wird in einem schnellen Zustand durchgeführt. Das Abschrecken wird sowohl bei Eisen- als auch bei Nichteisenlegierungen durchgeführt. Während Nichteisenmetalle weicher als normale Teile sind, werden Eisenlegierungen härter.

Die abgeschreckte Härte des gewünschten Teils hängt von der verwendeten Abschreckmethode und der chemischen Zusammensetzung des Metalls ab. Abgeschreckt werden sowohl Eisenmetalle wie Eisen und Stahl als auch Nichteisenmetalle wie Nickel-, Kupfer- und Aluminiumlegierungen und viele andere. Die meisten Nichteisenmetalle haben jedoch einen gegenteiligen Effekt, wenn sie abgeschreckt werden. Zu diesen Materialien gehören Aluminium, Kupfer oder Nickel, austenitischer rostfreier Stahl wie 316 und 304.

Aushärtung

Im Bereich der Wärmebehandlung ist das Härten die am häufigsten angewandte Technik zur Erhöhung der Härte von Teilen. In manchen Fällen wird nur die Oberfläche dieser Teile gehärtet.

Dazu wird das zu behandelnde Teil durch Wärmebehandlung auf eine bestimmte Temperatur gehärtet und anschließend durch Eintauchen in ein Kühlmedium schnell abgekühlt. Das zu verwendende Kühlmedium ist unter anderem Sole, Wasser oder Öl. Das Endprodukt der Wärmebehandlung durch Härten erhöht die Festigkeit und die Härte, gleichzeitig nimmt aber auch die Sprödigkeit des Materials zu.

Eine Art des Härteverfahrens ist das Einsatzhärten, bei dem nur die Metallteile eine Außenschichthärte aufweisen. Das bedeutet, dass das entstandene Teil einen weicheren Kern, aber eine härtere Außenschicht hat. Diese Außenschichthärte ist bei Wellen üblich, weil sie die äußere Schicht vor Materialverschleiß schützt.

Anlassen

Das Anlassen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Eisenbasislegierungen wie Stahl eingesetzt wird. Eisenbasislegierungen weisen zwar eine hohe Härte auf, sind aber oft zu spröde, um für die meisten Anwendungen verwendet zu werden. Daher wird das Anlassen eingesetzt, um die Duktilität, Härte, Festigkeit und Sprödigkeit zu verändern, damit das Teil leichter zu bearbeiten ist. Zu diesem Zweck wird das Teil einer Wärmebehandlung unterhalb des kritischen Punktes unterzogen, da eine niedrigere Temperatur die Sprödigkeit verringert, während die Härte des Teils erhalten bleibt. Wird hingegen eine höhere Plastizität bei geringerer Härte und Festigkeit gewünscht, ist eine höhere Temperatur erforderlich.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, gehärtete Teile zu kaufen oder das Teil vor der Bearbeitung zu härten. Im Gegensatz zu einem Nachbearbeitungsprozess kann es schwierig sein, das Teil zu bearbeiten, aber es eliminiert das Risiko von Größenänderungen des Teils. Dieses Verfahren trägt auch dazu bei, dass eine Schleiferei nicht mehr benötigt wird, um enge Toleranzen oder Endbearbeitungen zu erzielen.

Entkohlung

Entkohlung bedeutet die Entfernung von Kohlenstoff von der Oberfläche der gewünschten Teile entweder durch den normalen Alterungsprozess der Oxidation oder durch Wärmezufuhr. Es handelt sich um ein Phänomen der Oberflächenverschlechterung bei der Wärmebehandlung und dem Schmieden von Stahl. Man kann es auch als einen metallurgischen Prozess bezeichnen, bei dem die Stahloberfläche von ihrem Kohlenstoffgehalt befreit wird. Dies geschieht meist durch chemische Einwirkung oder durch Erhitzen des Stahlteils über die untere kritische Temperatur.

Der Kohlenstoffgehalt eines Metalls beeinflusst seine Härte. Während des Entkohlungsprozesses diffundiert der Kohlenstoff aus der Oberfläche des Metalls, was zu einer Schwächung des Metalls führt. Der Prozess senkt zwar die Festigkeit des Metalls, erhöht aber auch die Scherdehnung unter der Metalloberfläche. Außerdem sinkt die Ermüdungsfestigkeit, während die Verschleißrate und das Risswachstum zunehmen.

Allgemeine Wärmebehandlungsverfahren

Es gibt eine Vielzahl von Wärmebehandlungsverfahren, die in der Fertigungsindustrie eingesetzt werden. Jedes dieser Wärmebehandlungsverfahren führt zu unterschiedlichen Ergebnissen, aber sie haben gemeinsame Schritte, darunter:

• Heizung
• Einweichen
• Kühlung

Heizung

Bei den meisten Wärmebehandlungsverfahren ist die Erhitzung der erste Schritt. Viele der wärmebehandelbaren Legierungen ändern ihre Struktur, wenn sie auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden. Bei Raumtemperatur kann das Gefüge einer Legierung entweder ein mechanisches Mischkristallgemisch oder eine Kombination aus mechanischem und Mischkristallgemisch sein.

Ein mechanisches Gemisch kann zum Beispiel mit Beton verglichen werden, da Sand und Kies durch Zement in einem Stück zusammengehalten werden. Ebenso sind in einem mechanischen Gemisch die Elemente und Verbindungen sichtbar und werden durch eine Matrix aus unedlen Metallen zusammengehalten.

Als Mischkristall wird eine Lösung bezeichnet, bei der zwei oder mehr Metalle ineinander absorbiert werden, um ein Stück zu bilden. Wenn also eine Legierung in Form eines Mischkristalls vorliegt, werden die Elemente und Verbindungen, aus denen das Teil besteht, ineinander absorbiert.

Bei Raumtemperatur geht Metall in seiner mechanischen Mischung in eine Teillösung oder eine feste Lösung über, wenn es erhitzt wird. Während dieses Prozesses können sich die chemischen Eigenschaften und die Zusammensetzung des Werkstücks in Korngröße und Gefüge verändern. Es besteht die Möglichkeit, dass die Legierung je nach der angewandten Technik in einen der drei oben beschriebenen Zustände übergeht.

Einweichen

Diese Phase wird auch als Haltestufe bezeichnet. Das wärmebehandelte Metall wird auf der gewünschten Temperatur gehalten. Das Metall muss auf dieser Temperatur bleiben, bis sich die Wärme gleichmäßig verteilt hat, was als Durchwärmen bezeichnet wird. Wie lange es bei dieser Temperatur verbleibt, hängt von den Anforderungen ab. Je größer beispielsweise die Masse des Teils ist, desto länger dauert das Einweichen des Teils. Ein weiterer Faktor, der die Dauer beeinflusst, ist die Art des Materials.

Kühlung

Nachdem das Teil ordnungsgemäß getränkt worden ist, wird es im nächsten Schritt abgekühlt. Dabei kann sich die Struktur des Teils von einer chemischen Zusammensetzung zu einer anderen ändern, es kann in seine ursprüngliche Form zurückkehren oder gleich bleiben. Je nach Abkühlungsgeschwindigkeit und Art des Metalls kann ein Mischkristall während der Abkühlung gleich bleiben, sich in eine Kombination aus beidem verwandeln oder in eine mechanische Mischung übergehen. Interessant ist die Tatsache, dass das Ergebnis vorhersehbar ist, d. h. das Teil wird wie erwartet enden.

So kann eine Vielzahl von Metallen an bestimmte Strukturen angepasst werden, um ihre Zähigkeit, Härte, Zugfestigkeit, Duktilität und vieles mehr zu erhöhen.

Erforderliche Ausrüstung für die Wärmebehandlung

Ein erfolgreicher Wärmebehandlungsprozess erfordert eine genaue Kontrolle aller Faktoren, die die Erwärmung und Abkühlung des Teils beeinflussen. Diese Kontrolle ist nur möglich, wenn die richtige Ausrüstung zur Verfügung steht und diese den Anforderungen des Projekts entspricht. Daher muss der zu verwendende Ofen von geeigneter Art und Größe sein, in dem die Temperatur kontrolliert und innerhalb der für jeden Vorgang vorgeschriebenen Grenzen gehalten werden muss.

Auch die atmosphärischen Bedingungen im Ofen können sich auf den Zustand der zu wärmebehandelnden Teile auswirken. Darüber hinaus müssen das Abschreckmedium und die Abschreckausrüstung auf den verwendeten Werkstoff und das Wärmebehandlungsverfahren abgestimmt sein. Schließlich müssen Einrichtungen für die Handhabung der Teile und Materialien, das Richten der Teile und die Reinigung der Metalle vorgesehen werden. Im Folgenden werden die verschiedenen Arten von Öfen beschrieben, die für den Wärmebehandlungsprozess erforderlich sind:

• Chargenofen: Besteht aus isolierten Kammern mit einem Heizsystem, einem Stahlmantel und einem Zugang zur Kammer.
• Glockenofen: bestehend aus abnehmbaren Abdeckungen, den so genannten Glocken, die mit Hilfe eines Krans über die Ladung und den Herd abgesenkt werden können
• Kastenofen: Der größte Teil wurde zu einem halbkontinuierlichen Chargenofen aufgerüstet, der u. a. über langsam abkühlende Kammern und integrierte Abschreckbehälter verfügt.
• Herdwagenofen: auch Herdwagenofen genannt, ist ein extrem großer Chargenofen mit einem beweglichen isolierten Wagen, der in den Ofen hinein- und herausgefahren werden kann.
• Elevator-Ofen: der Herd und der Wagen werden im Gegensatz zum Wagenofen unter den Ofen gerollt
• Wirbelschichtofen: besteht aus einer zylindrischen Retorte, die aus einer Hochtemperaturlegierung hergestellt wird.
• Grubenofen: Der Ofen wird in einer Grube gebaut und bis zum Boden oder leicht darüber erweitert.
• Salzbadofen: verwendet eine Vielzahl von Salzen für die Wärmebehandlung

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wärmebehandlung eine Möglichkeit ist, die physikalischen Eigenschaften von Metallen durch kontrollierte Erhitzung und Abkühlung zu verändern, um das Metall zu verbessern. Das Ergebnis ist, dass diese Metalle in einer Vielzahl von Branchen verwendet werden können. Darüber hinaus ist die Wärmebehandlung ein wesentlicher Bestandteil des Präzisionsbearbeitungsprozesses, um Teile umzuwandeln und sicherzustellen, dass Ihre Teile die erwartete Leistung für Ihre Projekte erbringen.