Wir wissen, dass es während des Betriebs zu einer Überhitzung kommtWärmebehandlungkann leicht zu einer Vergröberung der Austenitkörner führen, was die mechanischen Eigenschaften der Teile beeinträchtigt.
1. Allgemeine Überhitzung
Die Erwärmungstemperatur ist zu hoch oder die Haltezeit bei hoher Temperatur ist zu lang, was zu einer Vergröberung der Austenitkörner führt, was als Überhitzung bezeichnet wird. Grobe Austenitkörner verringern die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls, erhöhen die Sprödigkeitsübergangstemperatur und erhöhen die Tendenz zur Verformung und Rissbildung beim Abschrecken. Die Ursache für Überhitzung liegt darin, dass das Ofentemperaturinstrument außer Kontrolle geraten ist oder die Materialien vermischt sind (häufig verursacht durch Personen, die den Prozess nicht verstehen). Das überhitzte Gefüge kann unter normalen Umständen erneut austenisiert werden, um die Körner nach dem Glühen, Normalisieren oder mehreren Hochtemperatur-Anlassen zu verfeinern.
2. Gebrochenes Erbe
Obwohl Stahl mit überhitztem Gefüge die Austenitkörner nach erneutem Erhitzen und Abschrecken verfeinern kann, treten manchmal immer noch grobkörnige Brüche auf. Die Theorie der Frakturvererbung ist umstritten. Es wird allgemein angenommen, dass Verunreinigungen wie MnS im Austenit gelöst und an der Korngrenzfläche angereichert wurden, weil die Erhitzungstemperatur zu hoch war. Beim Abkühlen scheiden sich diese Einschlüsse entlang der Korngrenzfläche aus. Bei Schlageinwirkung kommt es leicht zu Brüchen entlang der groben Austenitkorngrenzen.
3. Vererbung von grobem Gewebe
Wenn Stahlteile mit grobem Martensit-, Bainit- und Wignisten-Gefüge erneut austenisiert werden, werden sie langsam auf die herkömmliche Abschrecktemperatur oder sogar darunter erhitzt, und die Austenitkörner sind immer noch grob. Dieses Phänomen wird als histologische Heritabilität bezeichnet. Um die Vererbung von grobem Gewebe zu beseitigen, können Zwischenglühungen oder mehrere Hochtemperatur-Anlassbehandlungen eingesetzt werden.
Eine zu hohe Erwärmungstemperatur führt nicht nur zu einer Vergröberung der Austenitkörner, sondern auch zu einer lokalen Oxidation oder einem Schmelzen der Korngrenzen, was zu einer Schwächung der Korngrenzen führt, die als Überbrennen bezeichnet wird. Nach dem Überbrennen verschlechtern sich die Eigenschaften des Stahls stark und beim Abschrecken bilden sich Risse. Verbranntes Gewebe kann nicht wiederhergestellt und nur verschrottet werden. Daher sollte eine Überhitzung am Arbeitsplatz vermieden werden.
Beim Erhitzen von Stahl reagiert der Kohlenstoff an der Oberfläche mit Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf im Medium (oder der Atmosphäre) und verringert so die Kohlenstoffkonzentration an der Oberfläche, was als Entkohlung bezeichnet wird. Die Oberflächenhärte, Ermüdungsfestigkeit und Beständigkeit von entkohltem Stahl nach dem Abschrecken verringern die Verschleißfestigkeit und die auf der Oberfläche gebildete Restzugspannung neigt zu Rissen im Oberflächennetzwerk.
Beim Erhitzen wird das Phänomen, bei dem Eisen und Legierungen auf der Stahloberfläche mit Elementen und Sauerstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf usw. im Medium (oder der Atmosphäre) reagieren und einen Oxidfilm bilden, als Oxidation bezeichnet. Nach der Oxidation von Werkstücken bei hohen Temperaturen (im Allgemeinen über 570 Grad) verschlechtern sich die Maßhaltigkeit und der Oberflächenglanz, und Stahlteile mit schlechter Härtbarkeit und Oxidfilmen neigen zum Abschrecken weicher Stellen.
Zu den Maßnahmen zur Verhinderung von Oxidation und Reduzierung der Entkohlung gehören: Oberflächenbeschichtung des Werkstücks, Versiegelung und Erwärmung mit Edelstahlfolienverpackung, Salzbadofenheizung, Schutzatmosphärenheizung (z. B. gereinigtes Inertgas, Kontrolle des Kohlenstoffpotentials im Ofen), Flammenbrennofen (Reduzierung des Ofengases)
Das Phänomen der verminderten Plastizität und Zähigkeit von hochfestem Stahl beim Erhitzen in einer wasserstoffreichen Atmosphäre wird als Wasserstoffversprödung bezeichnet. Werkstücke mit Wasserstoffversprödung können auch durch eine Wasserstoffentfernungsbehandlung (z. B. Anlassen, Alterung usw.) beseitigt werden. Eine Wasserstoffversprödung kann durch Erhitzen im Vakuum, in einer Atmosphäre mit niedrigem Wasserstoffgehalt oder in einer Inertatmosphäre vermieden werden.
