Härte von Stahl bei gleicher Abschreckgeschwindigkeit aber unterschiedlichem C-Gehalt?
Hi,
es ist ja so, dass bei zunehmender Abschreckgeschwindigkeit beim Härten auch die Härte zunimmt. Also haben C45, C60 und C105 bei Wasser als Abschreckmedium eine höhere Härte als die gleichen Stähle bei Luft als Abschreckmedium.
Aber wie verhalten sich die Proben untereinander bei gleichem Abschreckmedium aber unterschiedlichem C-Gehalt? Wann ist die Härte höher und warum?
Vielen Dank!
2 Antworten
Niedriger C-Gehalt erhöht den Martensit-Start (Ms) Punkt, höherer C-Gehalt erniedrigt den Ms Punkt, Insofern wandelt bspw. beim Abschrecken aus dem Austenit ein aufgekohlter C15 im Kern (0,15%C) bei höherer Temperatur und früher in Martensit um als der später und bei niedrigerer Temperatur umwandelnde aufgekohlte Rand (0,7%C). Die Martensithärte steigt bis ca. 0,6%C an und verharrt dann auf diesem Härte-Niveau. Höherer C-Gehalt (bspw. 1%C) wirkt sich bei korrekter Härtetemperatur auf zusätzliche Karbidausscheidungen (Verschleißbeständigkeit) aus, die die Härte (HV, HRC) aber nicht steigern. Bei höherer Härtetemperatur verbleibt Restaustenit, der die Härte mindert und auch sonst nachteilig ist. Höherer C-Gehalt steigert die Einhärtung/Einhärtbarkeit (-> Durchhärter, bspw. C60), wohingegen ein geringerer C-Gehalt zum Schalenhärter tendiert (C45). Geringe C-Gehalte (C15) härten nicht vollständig in Martensit um, ergeben Bainitgefüge/Zwischenstufe, können also nicht vollständig martensitisch hart werden.
Ms und Mf:
Härte abhängig vom C-Gehalt:
ZTU Diagramm C15
ZTU Diagramm Cf53 (1.1213):
Hinweis: ein ZTU Diagramm für Stahl mit 0,6%C (C60) war nicht auffindbar im Netz).
Blatt 3:
Martensit:
Der Kohlenstoff bestimmt die Härte des Martensits nach einer raschen Abkühlung. Das macht er indem er das martensitgitter verzerrt. Je höher der C-Gehalt bei Stählen (<2 Masse% C) , desto höher also auch die Härte.
Der C-Gehalt bestimmt allerdings auch welche Härteverfahren überhaupt angewendet werden können, das muss also auch beachtet werden wenn man Härten vergleicht.
Das stimmt soweit. Bei gleicher Abschreckintensität und gleichem Werkstück (z.B. Zahnrad) kann man z.B. bei C45 58-60 HRC und bei C60 60-63 HRC an der Oberfläche erwarten. Es kommt aber auch auf die Größe des Werkstückes an, denn die C-Stähle haben zu wenig Legierung um über einen großen Querschnitt durchzuhärten und wenn der C-Gehalt hoch ist besteht die Gefahr von Härterissen.