Starter

Hans Sumersperger 1496: Keiser Maximilian er fantastisk sverd i Wien Treasury , blånert og forgylt, jern kutt

Den tempering eller bluing er en varmebehandling hvor et materiale blir selektivt oppvarmet for å påvirke dens egenskaper, spesielt spenninger redusere, men også for rent dekorative formål. Herding brukes i stor skala i prosessering av stål, aluminium og andre ikke-jernholdige metaller samt legeringer og også i glassproduksjon.

Prosess i stålforedling

Etter herding eller sveising av stål kan arbeidsemnet tempereres ved å varme det opp til temperaturer under transformasjonspunktet A 1 (723 ° C) . Ved å gjøre dette reduseres interne spenninger. Tempering er en prosess med varmebehandling.

Herding brukes vanligvis etter herding. Herdet stål blir mykere jo høyere det tempereres. Hardheten reduseres og seigheten øker. Ved å oksydere overflaten for å danne annealing farger som brukes til å vurdere anløpningstemperaturen og anvendelser av stål kan brukes (gul for verktøy for bearbeiding av jern, lilla for behandling av messing, blå tre verktøy). De to viktigste parametrene for start er tempereringstemperaturen og starttiden. Oppvarming og kjøling påvirker også tempereringseffekten. I praksis er de vanligste tempereringstemperaturene mellom 200 ° C og 550 ° C; starttiden kan være mellom minutter og timer. Temperingstemperaturene og varighetene kan byttes ut. Temperering med kort varighet og høy temperatur har samme effekt som en langvarig herding ved tilsvarende lav temperatur. Denne utskiftbarheten er beskrevet av Hollomon-Jaffe-parameteren . Formelt tilsvarer det Larson-Miller-parameteren , som også beskriver krypeeffekter . Det er mulighet for å bruke restvarme til temperering (restvarmebruk av ønsket gjenværende kjernetemperatur på arbeidsstykket etter bråkjøling fra herdetemperaturen) eller fullstendig oppvarming til tempereringstemperaturen. Herding foregår i spesielle herdingsovner som gjør at arbeidsemnene oppvarmes raskt gjennom luftsirkulasjon og som har et ekstraksjonssystem for oljedamp. Herding kan også gjøres i et saltbad ( saltpeter eller salpeterminer ) eller i en litt oppvarmet herdeovn.

Temper nivåer for stål

Annealing farger for
ulegert verktøystål
farge temperatur
Hvit gul 200 ° C
Straw gul 220 ° C
Gylden gul 230 ° C
gul brun 240 ° C
Brunrød 250 ° C
rød 260 ° C
Lilla 270 ° C
fiolett 280 ° C
mørk blå 290 ° C
Kornblomstblå 300 ° C
Lyse blå 320 ° C
Blågrå 340 ° C
Grå 360 ° C

Generelt er fire herdingstrinn viktig i stålbearbeiding:

  1. Temperaturer under 80 ° C
    Segregering av karbonatomer ( kjemisk symbol C) ved gitterdefekter , karbonklyngedannelse , d. H. Forløper for utfelling av karbonatomer
  2. Fra 80 ° C til 200 ° C (1. tempereringstrinn)
    Stål med mer enn 0,2% karboninnhold : Martensitt endres til α + ε karbider . α er også kjent som kubisk martensitt. ε-karbider (FexC) inneholder mindre jern (Fe) enn konvensjonelle karbider (ved 120 ° C x = 2,4)
    Stål med mindre enn 0,2% karboninnhold : Ingen dannelse av ε-karbider, siden karbonatomer er mer energieffektive i nærheten av forvridninger. Martensitten er ikke eller bare minimalt forvrengt tetragonal, dvs. det vil si at det ikke er noen endring i den krystallinske strukturen.
  3. Fra 200 ° C til 320 ° C (2. herdetrinn) (for lavlegerte stål mellom 200 ° C og 375 ° C)
    Den gjenværende austenitten brytes ned. Karbider og ferrittområder α 'dannes, som med hensyn til konsentrasjon fremdeles skiller seg fra likevektsfasene Fe 3 C og α. Legeringstilsetningsstoffer som B. Krom kan forskyve forfallet til høyere temperaturer.
  4. Fra 320 ° C til 520 ° C (3. tempereringstrinn)
    En likevektsstruktur av sementitt og ferrit er etablert , kombinert med en relativt sterk reduksjon i hardhet.
  5. Temperaturer over 500 ° C
    Økende dannelse og koagulering av sementittpartiklene
  6. Temperaturer over 450 ° C til 550 ° C (4. tempereringstrinn) (spesielle karbiddannere og / eller blandede karbider)
    I legeringer som inneholder vanadium , molybden , krom og wolfram , faller spesielle karbider ut ved disse temperaturene, dvs. H. Karbider av legeringselementer. Hvis disse er fint fordelt og tilsvarer visse sammensetninger, kan de føre til økning i hardhet som til og med overskrider martensitthardheten (sekundær hardhetsmaksimum). Slike legeringer blir ofte referert til som varmearbeidsstål .

Temper-sprøhet

I forbindelse med temperering observeres to sprøhetsfenomener:

  1. "300 ° C sprøhet" eller "blå sprøhet" (200 ° C <T <400 ° C)
    Antagelse: utfelling av karbon og nitrogen på korngrensene, aldringsfenomen i stål med høyere C-innhold;
    Konsekvens: redusert kald formbarhet og seighet ;
    Unngåelse: Unngå T-område eller legering med silisium.
  2. "500 ° C-sprøhet" eller tempering-sprøhet (448,5 ° C <T <530 ° C)
    Årsak: Berikelse av austenittkorngrensen med sporstoffer eller karbider; spesielt med mangan-, krom-mangan- og krom-nikkelstål;
    Konsekvens: redusert seighet : innstøpt energi fra hakkestang reduseres og overgangstemperaturen i innstikkstest øker;
    Unngåelse: Hvis dette temperaturområdet for tempereringstemperaturen ikke kan unngås, tilsett molybden (allerede betydelig forbedring på 0,05–0,1%, effekten eksisterer neppe ved 0,2–0,3%) eller wolfram.

Prosesser som ikke er relatert til stål

I den videre bearbeidingen av rullende ingots og ekstruderingsstenger laget av aluminium og dets legeringer så vel som andre industrielt viktige ikke-jernholdige metaller, som herdes til den optimale temperaturen for valsing, trekking og pressing, samt for dråpesmeding, er en forseggjort teknikk som også muliggjør omkrystallisering og omkrystallisering bearbeiding materiale inkluderer.

Herding brukes til fremstilling av glass for å avlaste eksisterende belastninger i materialet gjennom kjøle- eller omformingsprosessen av glass . Glasset varmes opp i en slik grad at det ikke myker opp igjen, men de indre spenningene kan balanseres. Deretter senkes temperaturen sakte og glasset avkjøles sakte til under et kritisk punkt. Den kan deretter kjøles ytterligere raskt. Hvis denne behandlingen ikke finner sted, knekker glasset relativt raskt eller knuses spontant i tilfelle temperaturstøt.

Se også

Individuelle bevis

  1. ^ Wilhelm Ostwald: Grundlinien der Anorganischen Chemie, side 612
  2. ^ Ulrich Fischer: Metallbordbok . 41. utgave. Verlag Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer, 2001, ISBN 3-8085-1721-2 , s. 128B.
  3. ^ Liu Cheng: Fase-transformasjon i jernbaserte interstitielle martensitter. Doktoravhandling, Delft University of Technology, Nederland, 1990.
  4. ↑ a b c E. Macherauch: Internship in materials science. 9. utgave, Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden 1990.
  5. ↑ H.-J. Eckstein: teknologi for varmebehandling av stål. 2. utgave, VEB Deutscher Verlag für Grundstofftindustrie, Leipzig 1977.