Zwischenstufenvergüten

Wärmebehandlung

Wärmebehandlung von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, bei der das Härten und Anlassen in einem Arbeitsablauf ausgeführt wird und Umwandlungsspannungen, die bei der Martensitbildung auftreten, vermieden werden. Der prinzipielle Ablauf beginnt mit der Austenitisierung, es folgt die Abkühlung mit dem Abfangen und Halten zur Zwischenstufenumwandlung in einem Salzbad (Warmbad) und abschließender Abkühlung an Luft auf Raumtemperatur. Während des Haltens auf der Zwischenstufen-Umwandlungstemperatur wächst der nadelige Ferrit aus dem Austenit, während gleichzeitig Kohlenstoff vom Ferrit in den umgebenden Austenit wandert. Es bildet sich das Zwischenstufengefüge Bainit aus (Bild).

Je nach Wahl der Umwandlungstemperatur und Haltedauer kann das Gefüge außer zementitfreiem Bainit (auch Lattenferrit genannt) bis zu etwa 50 % Austenit enthalten. Bei zu kurzer Vergütungsdauer ist die Kohlenstoffanreicherung im Austenit noch nicht so weit fortgeschritten, dass sie zur sicheren Austenitstabilisierung des ausreicht. Die Martensittemperatur ist noch nicht unter die Raumtemperatur gefallen und beim Abkühlen an der Luft nach dem zu kurzen Zwischenstufenvergüten kann noch etwas Martensit aus dem Austenit entstehen.

Da die Umwandlungstemperatur die Gefügeausbildung beeinflusst, wirkt sie sich auf die mechanischen Eigenschaften aus. Eine Rolle spielt überdies die Austenitisierungstemperatur infolge ihres Einflusses auf den Kohlenstoffgehalt im Austenit. Üblicherweise wird eine Austenitisierungstemperatur, von der auf die Zwischenstufenumwandlungstemperatur im Warmbad abgekühlt wird, im Bereich von etwa 830 bis 900 °C gewählt.

Im Allgemeinen gilt, dass Zugfestigkeit, Dehngrenze und Härte mit steigender Umwandlungstemperatur abnehmen, während die Dehnung ein Maximum nahe 400 °C durchläuft. Dieses Maximum deckt sich auch mit dem der Schlagbiegezähigkeit und korreliert mit dem Maximum des Austenitgehaltes im Gefüge.

Die Weiterentwicklung und Spezialisierung des Werkstoffes insbesondere für Gusseisen mit Kugelgraphit führten zur Werkstoffgruppe des ausferritischen Gusseisens mit Kugelgraphit, die in DIN EN 1564 genormt sind und auch als ADI-Werkstoffe bezeichnet werden.

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