Warum kommt es beim Härten zu Verzug?

... komplette Frage anzeigen

1 Antwort

Hallo,

das liegt natürlich daran, dass das Kristallgitter in jeder Gefügekonfiguration eine andere Packungsdichte hat.

So liegt Ferrit beispielsweise als kubisch raumzentriertes Gitter vor und Austenit in einer kubisch flächenzentrierten Packung. Letztere repräsentiert dabei zugleich die dichtest mögliche Packung von Atomen in einer Elementarzelle - enger kannst du die jeweiligen Atome also nicht aufeinanderstapeln. Dabei beträgt die Packungsdichte (Raum, der innerhalb der Elementarzelle mit Atomen gefüllt ist) rund 74 %

Ferrit ist wie bereits erwähnt krz. Hier beträgt die Packungsdichte nur gute 68 %. Da die Atome ja nicht ganz so eng beieinanderliegen (pro Elementarzelle nur 2 Atome statt 4 Atome bei kfz) muss bei der gleichen Anzahl der Atome im Werkstück (die verändert sich ja nicht) auch mehr Platz eingenommen werden (Volumenänderung).

Kühlt man Austenit (kfz) ab, so möchte es sich wieder in Ferrit (krz) umwandeln. Beim schnellen Abkühlen (Abschrecken) und dem passenden Kohlenstoffgehalt (mind. 0,2 %) hat der Werkstoff nicht genügend Zeit für Diffusionsprozesse. Es kommt daher zu diffusionslosen Umklappprozessen, bei denen der Kohlenstoff im nun tetragonal verzerrten Gitter zwangsgelöst ist (dieses Gefüge wird als Martensit bezeichnet). Es handelt sich also praktisch um ein kubisch raumzentriertes Gitter (mit geringerer Packungsdichte und daher größerem Volumen als kfz), das sogar durch die gelösten Kohlenstoffatome noch ein wenig mehr aufgeweitet wird.

In der Praxis kommt es oft vor, dass sich während des Fertigungsprozesses nicht das ganze Austenit in Martensit umwandelt, weil die Finish-Temperatur bei hohen Kohlenstoffgehalten unterhalb der Raumtemperatur liegt. Dieses Gefüge wird als Restaustenit bezeichnet. Es kann gefährlich oder zumindest unerwünscht sein, da es sich um einen metastabilen Zustand handelt. D.h. irgendwann wandelt sich das Restaustenit einfach in Martensit um und erfährt dabei gemäß den obigen Ausführungen eine Volumenausdehnung. Handelt es sich beim Bauteil um eine enge Passung (z.B. Kolben im Zylinder), so kann es vorkommen, dass diese plötzlich festsitzt.

Die Abbildung im Anhang hilft vielleicht etwas zur Veranschaulichung der Ausführungen. Hoffe, geholfen zu haben, auch wenn die Frage schon etwas älter ist.

Cheers,
Midgekiller

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Was möchtest Du wissen?