Metallwärmebehandlung und die bekannten „vier Feuer“
Bei der Wärmebehandlung von Metallen handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein Metallwerkstück in einem ausgewählten Medium auf eine geeignete Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur gehalten und anschließend in verschiedenen Medien mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abgekühlt wird, um seine Eigenschaften durch Veränderung der Mikrostruktur an der Oberfläche oder im Inneren zu steuern.
Der Wärmebehandlungsprozess umfasst im Allgemeinen drei Phasen: Erhitzen, Halten und Abkühlen.
Die vier am häufigsten angewandten Wärmebehandlungsverfahren, die gemeinhin als „vier Feuer“ bezeichnet werden, sind: Glühen, Normalisieren, Abschrecken und Anlassen.
Glühen ist eine Wärmebehandlung, bei der Stahl auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit gehalten und anschließend im Ofen langsam abgekühlt wird. Das resultierende Gefüge besteht typischerweise aus Perlit und Ferrit. Hauptziele des Glühens sind die Beseitigung von Gefügefehlern, die Homogenisierung der Zusammensetzung, die Verfeinerung des Kornvolumens und die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Glühen reduziert außerdem die Härte, erhöht die Duktilität und Zähigkeit und verbessert die Bearbeitbarkeit.
Normalglühen ist ein Verfahren, bei dem Stahl über eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, sodass er sich vollständig in Austenit umwandelt, und anschließend an der Luft abgekühlt wird. Das resultierende Gefüge ist üblicherweise Sorbit (eine feinkörnige Perlitstruktur). Im Vergleich zum Glühen kühlt das Normalglühen schneller ab, wodurch ein feineres Mikrogefüge und etwas bessere mechanische Eigenschaften entstehen. Da das Normalglühen zudem weniger zeitaufwändig ist und den Ofen nicht so lange belegt, ist es produktiver.
Abschrecken ist eine Wärmebehandlung, bei der Stahl über eine bestimmte Temperatur erhitzt, gehalten und anschließend durch Eintauchen in ein Abschreckmedium rasch abgekühlt wird, sodass seine Temperatur mit einer Geschwindigkeit absinkt, die die kritische Abkühlgeschwindigkeit übersteigt. Dadurch entsteht ein überwiegend nicht-gleichgewichtsmäßiges Gefüge wie Martensit oder unterer Bainit. Abschrecken erhöht Festigkeit und Härte, verringert aber die Duktilität. Gängige Abschreckmedien sind Wasser, Öl, alkalische Lösungen und Salzlösungen.
Anlassen ist das Wiedererhitzen von zuvor abgeschrecktem Stahl auf eine bestimmte Temperatur und das anschließende Abkühlen mit einem festgelegten Verfahren. Das Anlassen kann nach der Temperatur in Niedrig-, Mittel- und Hochtemperaturanlassen eingeteilt werden.
Niedrigtemperaturvergütung (150–250 °C): Ziel ist es, die hohe Härte und Verschleißfestigkeit nach dem Abschrecken zu erhalten und gleichzeitig innere Spannungen und Sprödigkeit zu reduzieren, um Rissbildung oder vorzeitiges Versagen im Betrieb zu verhindern.
Anlassen bei mittleren Temperaturen (350–500 °C): Ziel ist es, eine hohe Streckgrenze, eine gute Elastizitätsgrenze und eine verbesserte Zähigkeit zu erreichen.
Hochtemperaturanlassen (500–650°C): Das Abschrecken mit anschließendem Hochtemperaturanlassen wird gemeinhin als Abschrecken und Anlassen bezeichnet; Ziel ist ein ausgewogenes Verhältnis der mechanischen Eigenschaften – gute Festigkeit, Härte, Duktilität und Zähigkeit.
Die meisten Produkte unseres Unternehmens erfordern eine oder mehrere der oben genannten Wärmebehandlungen. Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Wärmebehandlungspläne. Die vier Hauptkomponenten des Bohrwerkzeugs – Bohrmeißel, Bohrgestänge, Kupplungshülse und Schaftadapter – müssen alle wärmebehandelt werden. Daher sind Wärmebehandlungsverfahren in unserer Bearbeitungsindustrie und für Gesteinsbohrwerkzeuge besonders wichtig. Unterschätzen Sie diese vier „Wärmebehandlungen“ nicht: Wird eine davon falsch durchgeführt, können bereits geleistete Arbeiten zunichte gemacht werden. Studieren, recherchieren und sammeln Sie Erfahrung.
