Metallwärmebehandlungsverfahren lassen sich grob in drei Kategorien einteilen: Gesamtwärmebehandlung, Oberflächenwärmebehandlung und chemische Wärmebehandlung. Je nach Heizmedium, Heiztemperatur und Kühlmethode kann jede Kategorie in mehrere verschiedene Wärmebehandlungsverfahren unterteilt werden. Durch unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren kann dasselbe Metall unterschiedliche Strukturen und somit unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Stahl ist das in der Industrie am häufigsten verwendete Metall, und seine Mikrostruktur ist auch die komplexeste, daher gibt es viele Arten von Stahlwärmebehandlungsverfahren.
Die Gesamtwärmebehandlung ist ein Wärmebehandlungsprozess von Metall, bei dem das Werkstück als Ganzes erhitzt und anschließend mit einer geeigneten Geschwindigkeit abgekühlt wird, um seine mechanischen Gesamteigenschaften zu verändern. Die Gesamtwärmebehandlung von Stahl umfasst im Allgemeinen vier grundlegende Prozesse: Glühen, Normalisieren, Abschrecken und Anlassen.
1. Glühen
Beim Glühen wird das Werkstück auf eine geeignete Temperatur erhitzt, je nach Material und Werkstückgröße unterschiedliche Haltezeiten angewendet und anschließend langsam abgekühlt. Ziel ist es, die innere Struktur des Metalls in einen Gleichgewichtszustand zu bringen oder die im vorherigen Prozess entstandenen inneren Spannungen abzubauen. So wird eine gute Prozess- und Betriebsleistung erreicht oder die Struktur für das weitere Abschrecken vorbereitet.
2.Normalisieren
Beim Normalisieren wird das Werkstück auf eine geeignete Temperatur erhitzt und anschließend an der Luft abgekühlt. Die Wirkung des Normalisierens ähnelt der des Glühens, mit der Ausnahme, dass die erhaltene Struktur feiner ist. Es wird häufig verwendet, um die Schneidleistung von Materialien zu verbessern und manchmal, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Nicht hochfeste Teile als abschließende Wärmebehandlung.
3.Abschrecken
Beim Abschrecken wird das Werkstück erhitzt und in dieser Temperatur gehalten und anschließend in einem Abschreckmedium wie Wasser, Öl oder anderen anorganischen Salzlösungen bzw. organischen Wasserlösungen schnell abgekühlt.
4. Temperieren
Nach dem Abschrecken wird der Stahl hart, aber gleichzeitig auch spröde. Um die Sprödigkeit von Stahlteilen zu verringern, werden die abgeschreckten Stahlteile lange Zeit bei einer geeigneten Temperatur über Raumtemperatur und unter 650 °C gehalten und anschließend abgekühlt. Dieser Vorgang wird als Anlassen bezeichnet. Glühen, Normalisieren, Abschrecken und Anlassen sind die „vier Feuer“ der gesamten Wärmebehandlung. Abschrecken und Anlassen sind eng miteinander verbunden, werden oft zusammen angewendet und sind unverzichtbar.
„Vier Feuer“ haben verschiedene Wärmebehandlungsverfahren mit unterschiedlichen Heiztemperaturen und Kühlmethoden entwickelt. Um eine bestimmte Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen, wird der Prozess der Kombination von Abschrecken und Hochtemperaturanlassen als Abschrecken und Anlassen bezeichnet. Nachdem einige Legierungen abgeschreckt wurden, um eine übersättigte feste Lösung zu bilden, werden sie für einen längeren Zeitraum bei Raumtemperatur oder einer etwas höheren Temperatur gehalten, um die Härte, Festigkeit oder elektromagnetischen Eigenschaften der Legierung zu verbessern. Dieser Wärmebehandlungsprozess wird als Alterungsbehandlung bezeichnet.
Die Methode, Druckverarbeitungsverformung und Wärmebehandlung effektiv und eng zu kombinieren, um eine gute Festigkeit und Zähigkeit des Werkstücks zu erreichen, wird als Verformungswärmebehandlung bezeichnet. Eine Wärmebehandlung in einer Unterdruckatmosphäre oder im Vakuum wird als Vakuumwärmebehandlung bezeichnet. Dadurch wird nicht nur verhindert, dass das Werkstück oxidiert oder entkohlt wird, sondern auch die Oberfläche des behandelten Werkstücks bleibt glatt und sauber, was die Leistung des Werkstücks verbessert. Es kann auch mit einem Eindringmittel chemisch wärmebehandelt werden.
Mit zunehmender Reife der Laser- und Plasmatechnologie werden diese beiden Technologien derzeit eingesetzt, um Schichten anderer verschleißfester, korrosionsbeständiger oder hitzebeständiger Beschichtungen auf die Oberfläche gewöhnlicher Stahlwerkstücke aufzutragen und so die Oberflächeneigenschaften des ursprünglichen Werkstücks zu verändern. Diese neue Technik wird als Oberflächenmodifizierung bezeichnet.
Veröffentlichungszeit: 31. März 2024