Ist Vergüten und die Ausscheidungshärtung im Groben das Selbe?

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3 Antworten

Hallo, da gibt es grundsätzliche Unterschiede!

Härten beruht auf der Gitterumwandlung des Eisens von der kubisch-flächenzentrierten Struktur (bei der der das Kohlenstoffatom in der Würfelmitte sitzt) in die für den Kohlenstoff normalerweise nahezu unlösliche kubisch-raumzentrierte Struktur. Wenn, wie beim Härten, sehr schnell diese Gitterumwandlung durchlaufen wird, dann hat der Kohlenstoff keine Zeit auszudiffundieren und bleibt im kubisch-raumzentrierten Gitter zwangsgelöst ("gefangen"). Dies verzerrt die gesamte atomare Struktur und führt so zu einer sehr großen Härte (Erschwerung der Versetzungsbewegung).

Die Ausscheidungshärtung hat nicht notwendigerweise etwas mit einer Gitterumwandlung zu tun. Obwohl auch dort bestimmte Atome (die später die Ausscheidung bilden) zunächst in der Gitterstruktur zwangsgelöst sind. Durch Diffusionsprozesse bilden sich aus dieser sogenannten "übersättigten" Gitterstruktur Ausscheidungen (dies kann Stunden, Tage, Wochen oder gar Jahre dauern -> gerade beim "altern"!). Diese Ausscheidungen Erschweren ebenfalls die Versetzungsbewegung und führen damit zu einem Festigkeitsanstieg bzw. Härteanstieg.

Hier weiterführende Links:

http://ahoefler.de/de/maschinenbau/werkstoffkunde/legierungen/58-begrenzte-loeslichkeit-der-komponenten-im-festen-zustand.html#h7-alterung-und-auslagerung

http://ahoefler.de/de/maschinenbau/werkstoffkunde/verformbarkeit-der-metalle/43-verfestigungsmechanismen.html#ausscheidungsverfestigung

http://ahoefler.de/de/maschinenbau/werkstoffkunde/waermebehandlung-von-staehlen/67-haerten-und-vergueten.html

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Kommentar von Maultaschenmann
09.02.2017, 10:07

Danke. Habe die Klausur gestern geschrieben, aber jetzt weiß ich es für nächstes Semester^^

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Hallo, das Härten von Kohlenstoff-Stahl ist eine Umwandlung von kfz Gamma (Austenit) in tetragonal rz Alpha Strich (Ferrit bzw. Martensit). Im Moment des Umwandelns sind Austenit und Martensit noch  gittermäßig fast identisch (Kurdjumov Sachs Beziehung/Bain Transformation), erst nach einiger Zeit (3  Minuten verschieben sich die Atome gering noch so weit, daß die volle Härte (infolge des verspannten Gitters) vorherrscht. Gleich nach dem Härten kann daher der Stahl sogar noch gerichtet werden. Ein Vergüten erbringt eine Ausscheidung von Fe3C bzw. M3C aus dem Austenit. Dadurch wird eine Härteerniedrigung (geringere Verspannung) und eine bessere Zähigkeit erzielt. Nun gibts aber auch die sekundärhärtenden Stähle wie bspw Schnellarbeitsstahl HSS. Durch Anlassen des gehärteten HSS bei  ca. 550°C  scheidet sich Sonderkarbid aus der Matrix aus. Noch vorhandener Restaustenit verarmt an C, wodurch die Martensitstarttemperatur steigt und zu Martensit zerfällt . Die Matrix aus Martensit wird weicher, zäher - aber die ausgeschiedenen Sonderkarbide (MC, MC2) blockieren die Gleitebenen, wodurch trotz weicheren Martensites unterm Strich eine Härtesteigerung erzielt wird - die Sekundärhärte. Der frisch entstandene c-ärmer Martensit muß noch ein 2. Mal angelassen werden.  

Grundsätzlich entstehen beim Ausscheidungshärten mit dem Wirtsgitter kohärente, teilkohärente oder inkohärente Ausscheidungen, insb. bei bspw. Aluminium gebräuchlich.  Martensit ist eine Umwandlungshärtung. Härtesteigernde Ausscheidungen, die ko-, teilko- und inkohärent sein können, steigern die Härte durch Blockieren der Gleitebenen.  Gruß Osmond  

http://www.uni-saarland.de/fileadmin/user_upload/Professoren/fr84_ProfMuecklich/downloads/lehre/Kapitel3_Martensittransformation.pdf  

http://www.doerrenberg.de/uploads/tx_c1x1downloads/Broschuere_Sonderwerkstoff_DE-GP4M_fuer_gegossene_Rollen_01.pdf  

http://www.mawi.tu-darmstadt.de/media/phm/5semester/ausscheidungshrtungiv.pdf  

http://www.ww.tu-freiberg.de/mk/Dokumente/DGM/Ausscheidung.pdf

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