Was ist Austempering?

Anlassen ist eine Form der Wärmebehandlung von Eisenmetallen wie Eisen und Stahl, um die mechanischen Eigenschaften des Metalls zu verbessern. Das Metall wird erhitzt, bis es einen austenitischen Zustand erreicht, und kühlt dann schnell ab oder schreckt ab, wird jedoch auf einer Temperatur gehalten, die hoch genug ist, um die Bildung von Martensit über einen längeren Zeitraum zu verhindern. Ausvergütete Metalle weisen eine verbesserte Festigkeit, Zähigkeit und Beständigkeit gegen Verformung, Verschleiß und Wasserstoffversprödung auf und werden häufig in Maschinenteilen verwendet.

Im ersten Teil des Anlassprozesses wird das Metall auf eine Temperatur zwischen 1.350 °F (ca. 732 °C) und 2.462 °F (ca. 1.394 °C) erhitzt. Dadurch durchläuft es einen Phasenübergang, der die Kristallstruktur, in der die Eisenatome angeordnet sind, verändert und es in Austenit umwandelt. Anschließend wird der Austenit abgeschreckt, normalerweise in einem Bad aus geschmolzenem Nitratsalz, und auf eine Temperatur zwischen 459 °F und 750 °F (ca. 232 °C und 399 °C) abgekühlt. Anschließend wird es über einen Zeitraum von mehreren Minuten bis zu mehreren Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Die Verweildauer des Metalls im Salzbad und die genauen Temperaturen in beiden Phasen variieren je nach Zusammensetzung des Eisenmetalls und den gewünschten mechanischen Eigenschaften des Endprodukts.

Der Abschreckprozess unterscheidet sich von der herkömmlichen Wärmebehandlung, bei der Austenit in Wasser oder Öl schnell abgeschreckt wird, normalerweise bei Raumtemperatur. Dadurch entsteht eine Stahlform namens Martensit. Martensit ist ziemlich hart, aber sehr spröde und erfordert eine zusätzliche Wärmebehandlung, einen Prozess namens Anlassen, um für die Verwendung duktil genug zu werden.

Generell ist das Temperergebnis vom verwendeten Material abhängig. Austemperierter Stahl wird in eine Stahlform namens Bainit umgewandelt, die duktiler als Martensit ist und kein zusätzliches Anlassen erfordert. Außerdem ist er bei gegebener Härte fester, zäher und verschleißfester als Maraging-Stähle. Das Austempern von Sphäroguss führt zu einer Struktur namens Ausferrit, die im Verhältnis zu ihrer Duktilität eine höhere Festigkeit aufweist als standardmäßige wärmebehandelte Produkte.

Das Vergütungsverfahren wurde 1933 von EC Bain und ES Davenport patentiert. Es produzierte hochwertigen Stahl, aber das Verfahren war ursprünglich recht teuer und für die meisten Anwendungen unrentabel. Dies beschränkte seinen Einsatz auf die Herstellung von Hochleistungsteilen, die extreme Zähigkeit und Verformungsbeständigkeit erforderten, wie beispielsweise Waffenkomponenten. Erst in den 1960er Jahren, als der technologische Fortschritt in der Stahlverarbeitung die Produktionskosten deutlich senkte, wurde das Härten zu einer wirtschaftlich sinnvollen Methode zur Herstellung von Stahl für den kommerziellen Einsatz in großem Maßstab.

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