Gleiche Form.
Andere Eigenschaften.
Baue eine Prozessfolge auf und beobachte, wie Werkstoff und Behandlung zusammenwirken. Härte ist dabei nicht dasselbe wie Zähigkeit.
Vermute zuerst: Macht längeres oder heißeres Behandeln einen Werkstoff immer härter?
Härten und Anlassen bei Stahl
Bei einem geeigneten Stahl wird zum Härten zunächst ein passender austenitischer Zustand hergestellt. Ausreichend schnelles Abkühlen kann die Umwandlung zu Martensit ermöglichen. Kohlenstoffgehalt, Legierung, Bauteilgröße und Abkühlung bestimmen mit, wie viel Härte und welche Verteilung erreichbar sind.
Frisch abgeschreckter Stahl kann hart und spröde sein und hohe Eigenspannungen enthalten. Beim Anlassen verändern sich Gefüge und Spannungszustand. Im geeigneten Prozess steigt die Zähigkeit gegenüber dem frisch gehärteten Zustand, während Härte abnehmen kann.
Vergüten: Härten und anschließendes höheres Anlassen, um eine geeignete Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen. C45: Im Modell ein typisches Beispiel für einen vergütbaren Stahl; die konkrete Durchhärtung eines Bauteils ist damit noch nicht nachgewiesen.
Harte Randschicht, zäher Kern
Beim Einsatzhärten wird der Rand eines geeigneten kohlenstoffarmen Stahls zunächst mit Kohlenstoff angereichert. Danach folgen eine passende Härtefolge und niedriges Anlassen. Der Rand kann eine hohe Härte erreichen, während der Kern vergleichsweise zäh bleibt.
16MnCr5 steht hier für diesen Weg. Das Modell trennt Aufkohlen und Austenitisieren didaktisch in einzelne Schritte; industrielle Abläufe können Schritte kombinieren oder zusätzliche Zwischenbehandlungen enthalten.
S235 ist für andere Anforderungen gedacht. Einfach „heiß machen und abschrecken“ ist kein geeigneter Ersatz für die Auswahl eines passenden Härtestahls und Prozesses.
Aluminium härtet anders aus
Nur geeignete Aluminiumlegierungen sind durch Ausscheidungshärtung aushärtbar. Im Beispiel werden beim Lösungsglühen Legierungselemente gelöst. Abschrecken hält zunächst einen übersättigten Zustand fest. Beim Auslagern bilden sich feine Ausscheidungen, die die Bewegung von Versetzungen erschweren; Festigkeit und Härte können steigen.
Zu weit fortgeschrittene Auslagerung kann die Ausscheidungen vergröbern: Die Festigkeit nimmt wieder ab. Nicht jede Aluminiumlegierung reagiert gleich, und reines Aluminium folgt nicht einfach dieser Aushärtefolge.
„Abschrecken“ kommt in beiden Beispielen vor, bedeutet aber nicht, dass in Aluminium Martensit wie in Stahl entsteht.
Eigenschaften getrennt beurteilen
Härte: Widerstand gegen örtliches Eindringen. Zähigkeit: Fähigkeit, Energie durch Verformung bis zum Bruch aufzunehmen. Hohe Härte allein beweist keine ausreichende Zähigkeit und keine Eignung für jede Belastung.
Die Zustandskarten zeigen qualitative Tendenzen. Es werden keine HRC-, Zugfestigkeits- oder Temperaturwerte vorgetäuscht. Für reale Bauteile braucht man Werkstoffzustand, Geometrie, geforderte Eigenschaften, geeignete Prozessdaten und anschließende Prüfungen. Der Verlauf ist eine Prozessskizze, kein Zeit-Temperatur-Programm.
Sechs Aufgaben: Verstehen, Anwenden und Übertragen. Die Runde und die Modellwerte bleiben nur auf dieser geöffneten Seite.