Stahl

Mit „legierte Stähle“ verweist man auf alle die Stähle, die dank ihrer chemischen und strukturellen Zusammensetzung Wärmebehandlungen unterzogen werden können, um die notwendigen mechanischen Eigenschaften zu garantieren.
Wärmebehandlungen sind Operationen, die die Struktur der Stählen durch Veränderungen der Temperatur innerhalb einer präzisen Zeit mit einer kontrollierten Kühlung modifizieren, um die erhofften mechanischen Eigenschaften zu garantieren.
Die verschiedenen Zyklen sind abhängig von den erhofften Eigenschaften von Härte, Zähigkeit und Verarbeitbarkeit.
Damit man eine korrekte Wärmebehandlung ausführen kann, ist es fundamental, die kritischen Punkte oder die Transformation jedes Stahls zu kennen, die die Veränderung der Struktur abhängig von der Veränderung der Temperatur zeigen.
Die kritischen Punkte des Stahls hängen am meisten von der chemischen Analyse und der Kohlenstoffgehalt ab.
Die wichtigsten Punkte sind:

• Ac1= während der Heizung, beginnt auf diese Temperatur die Transformation in Austenit (ungefähr von 700°C bis 750°C).
• Ac3= während der Heizung, endet auf diese Temperatur die Transformation von Ferrit in Austenit.
• Ms= während der Kühlung, beginnt auf diese Temperatur die Transformation der Austenit in Martensit.

Es gibt noch weitere kritische Punkte, die nicht auf der Liste sind, weil sie wenig wichtig sind.
Wärmebehandlung trennen sich in zwei Gruppen: Vorbehandlung und abschließende Behandlung.
Vorbehandlung sind nötig, um der Stahl die richtige Eigenschaften zu geben, die die folgenden mechanischen Verarbeitungen (Ablängen, Verarbeitbarkeit für die Machinen, Einschränkung derVerformungen für die folgende Behandlung) verbessern werden.
Abschließende Behandlungen werden auf Endteile verrichtet, um die erhofften mechanischen Eigenschaften zu erwirken.
Die allgemeinsten Vorbehandlungen sind die folgende:

• ENTSPANNUNG: Wärmebehandlung, die zu einer Heizung und einer Haltung einer ausreichenden Temperatur führt. Die wird von einer Kühlung gefolgt, um die inneren Spannungen zu vermindern, ohne die Struktur zu verändern.
• NORMALISIERUNG: Wärmebehandlung, die zu einer Austenitisierung führt. Sie ist von einer Kühlung in ruhiger Luft gefolgt.
• GLÜHEN: Wärmebehandlung, die zu einer Heizung und einer Haltung einer passenden Temperatur führt. Die wird von einer Kühlung gefolgt, deren Bedingungen erlauben der Stahl, in einem Zustand sehr nah zu der Gleichgewicht zu sein, nach er zu einer Raumtemperatur zurückgegangen ist.
• Es gibt verschiedene Arte von Glühen:
  • Gesamt geglüht: das Glühen auf eine Temperatur hoher als Ac3;
  • sub-kritisches Glühen: das Glühen auf eine Temperatur ein bisschen niedriger als Ac1;
  • Isothermglühung: das Glühen bringt zu einem Austenitisieren und dann zu einer Abkühlung. Sie ist durch das Anhalten auf eine Temperatur unterbrochen, auf die Austenit sich in Ferrit-Perlit verändert (weiß-schwarz Struktur);
  • Kungelkornglühung: dies Glühen führt zu einem anhaltenden Phase auf eine Temperatur sehr nah zu Ac1, um die Kungelkornglühung des Stahl zu verursachen.

Die allgemeinsten abschließenden Behandlungen sind die folgende:

• EINSATZHÄRTUNG: auf der Austenitisierungstemperatur wird der Stahl an diese Wärmebehandlung unterzogen, um eine oberflächliche Anreicherung von Kohlenstoff zu erreichen. Einsatzhärtung kann von Vorbehandlungen vorausgegangen werden, um die Verformungen zu reduzieren. Sie muss auch von anderen Wärmebehandlungen gefolgt werden, unter denen die Härtung, die eine oberflächliche Verhärtung und Entspannung verleihenwird.
• HÄRTUNG: diese Wärmebehandlung hat das Ziel, bestimmte mechanische Eigenschaften zu erreichen. Sie besteht aus einer Heizung auf Härtungstemperatur oder Austenitisieren, das von einer kontrollierten Abkühlung gefolgt ist, um eine Veränderung der Struktur von Austenit in Martensit und eventuell in Bainit zu erzielen.
• ANLASSEN: der Stahl, der normalerweise schon ein Harten durch Härtung oder durch eine andere Wärmebehandlung erfahren hat, wird zu dieser Wärmebehandlung unterzogen, um seine Eigenschaften zu dem erhoffen Niveau zu bringen.
• VERGÜTEN: Härtungsbehandlung, die von einem Anlassen auf eine hohe Temperatur gefolgt ist, das das Ziel hat, eine Kombination zwischen den mechanischen Eigenschaften und, insbesondere, einer guten Duktilität und Zähigkeit zu erreichen.
• ENTSPANNUNG: diese Wärmebehandlung führt zu einer Heizung und einem Anhalten auf eine ausreichende Temperatur. Dies wird von einer Abkühlung gefolgt, um die inneren Spannungen zu vermindern, ohne die Struktur zu verändern.
• OBERFLÄCHLICHE HÄRTUNG: Härtungsbehandlung für den Stahl, der oberflächlich auf eine Temperatur hoher als Ac3 beheizt wird und dann auf eine schnelle, kontrollierte Abkühlung unterzogen. Diese Behandlung kann auch nur einige Teile der behandelten Teil interessieren und die oberflächliche Heizung ist via Induktion. Oberflächliche Härtung ist normalerweise von einer Vorbehandlung vorgegangen (Glühen, Normalisierung, Vergüten) und muss von einer Entspannung gefolgt werden.
• NITRIERHÄRTUNG: Der Stahl wird dieser thermochemischen Behandlung unterzogen, um eine oberflächliche Anreicherung von Stickstoff zu erlangen, der eine hohe Oberflächenhärte verleiht. 

HÄRTBARKEIT

Alle legierten Stähle müssen einer Wärmebehandlung unterzogen werden, damit sie die gewünschten mechanischen Eigenschaften befriedigen können.

Die allgemeinsten Wärmebehandlung ist Härtung+Anlassen, die die Veränderung der anfänglichen Struktur hervorruft, die Austenit genannt wird, und nach der Wärmebehandlung verändert sie sich in einer abschließenden Struktur, die Martensit genannt wird.

Die mechanischen Eigenschaften, die Zähigkeit und Dauerfestigkeit der Stahlteilen hängen am meisten von dem Prozentsatz der Martensit ab, die nach der Härtung erlangen wird.

Die Härtbarkeit ist eine Eigenschaft des Stahls, die erlaubt, Austenit in Martensit auf einer abnehmenden Weise von der Oberfläche des Teils bis zum Herzen abhängig von der Abkühlgeschwindigkeit während der Härtung zu verändern.

Die Härtbarkeit ist abhängig von der Kohlenstoffgehalt und allen den Legierungselementen, der Austenitkorngrösse und der Parameter von der Wärmebehandlungen (Temperatur, Zeit, Ausschalten).

In der industriellen Praxis glaubt man befriedigend, mindestens 50% Martensit zum Herzen der Teilen zu erlagen, die mit Vergütungsstähle gemacht wurden; 70% Martensit für Einsatzstähle und 80% Martensit für Federstähle oder mit hohen Widerstand.

Härtbarkeit ist eine fundamentale Eigenschaft für die Wahl eines Stahls, der zur Herstellung mechanischer Teilen zugewiesen ist, deren mechanische Eigenschaften nach der Wärmebehandlung unterstrichen werden müssen.

Härtbarkeit der Stähle ist durch den Jominy Versuch (UNI3250) bewertet, mit dem man durch die Wärmebehandlung Härtung von einem normierten Probestück eine Kurve erhält. Sie zeigt Größe, die eine abnehmende Härte in Bezug auf die verschiedenen Distanzen von dem kalten Extremität des Probestücks selbst hat.

Abhängig von der chemischen Analyse, sind alle die Stähle mit der Kurve des Jominy Versuchs klassifiziert, die auf der Uni Tabellen gezogen wird.

ALLE UNSERE STÄHLE HABEN EINE ENGE HÄRTBARKEIT, DIE GEPRÜFT UND ZERTIFIZIERT IST.

KONTROLLIERTE KORNSTÄHLE

Damit man die Korngröße kontrollieren kann, die eine Schwierigkeit zur Diffusion des Kohlenstoffs, der Herabsetzung der Zähigkeit und der Vermehrung der Verformungen während der Wärmebehandlung verursachen würde, fügt man während der Affination des Gusses des Stahlorts eine kleine Quantität von Elementen hinzu, zum Beispiel Niobium, Aluminium usw., die die Verdickung des Austenitkorns verhindert.

Die Qualität des Stahl ist je höher desto feiner ist das Austenitkorn. Die Korngröße ist durch die McQuaid-Ehn Korngröße Methode geprüft, die nach Uni 3245 weltweit erkennt wird.

Alle die einschränkenden Vorschriften sehen eine Größe des Austenitkorns von 5 bis 8 mm oder feiner vor.

ALLE UNSEREN KONTROLLIERTEN KORNSTÄHLE HABEN DAS AUSTENIT KORN, DAS VON 5 BIS 8 MM ODER FEINER IST

VERARBEITBARKEIT

Alle die Stähle sind bestimmt mechanischen Verarbeitungen durch die Beseitigung vom Span mit Maschinen, um fertige Teile zu erlangen. Verarbeitbarkeit ist fundamental für alle Stähle, damit man die Kosten der mechanischen Verarbeitungen optimieren kann und sie ist abhängig von verschiedenen Faktoren, deren einige metallurgisch sind.

Je mehr der Stahl ist legiert, desto größer ist die Befestigkeit und die Härte der Ferrit, deswegen wenig verarbeitbar.

Auf jedem Fall kann auch eine zu niedrige Härte wegen der Formation langer Spänen die Verarbeitung schwierig machen. Um die Verarbeitbarkeit zu verbessern, gibt es verschiedene Verfahren:

• man kann der Vorbehandlung des Stahls handeln, deswegen können verschiedene Glühen machen werden, wie Glühen für Verarbeitbarkeit mit einer maximalen Grenze von Härte, oder Isothermglühung, um dem Stahl eine definierte Struktur zu verleihen, damit er eine kontrollierte Härte innerhalb den maximalen und mindesten Grenzen haben kann.
• man kann der chemischen Analyse handeln und Elemente hinzufügen, die am Brechen des Span während der mechanischen Verarbeitung mitwirken.

Die wirkungsvollsten Elemente sind die folgende:

• das Blei, das am meisten die Verarbeitbarkeit verbessert. Wegen ökologische und umweltschädliche Probleme wird es immer seltener produziert und es verursacht einen Verfall der mechanischen Eigenschaften (insbesondere Kernzähigkeit).
• der Schwefel verursacht den Brechen des Spans, aber in geringer Form als das Blei. Es wird in einer Quantität von 0.020/0,040% an dem Stahl hinzugefügt, wie die Norme Uni vorsieht, und es verursacht keinen Verfall der mechanischen Eigenschaften.

Um die Verarbeitbarkeit weiter zu verbessern, haben einige Stahlwerke Stähle mit verbesserter Bearbeitbarkeit erzeugt. Dies wurde durch die Veränderung des Schwefeleinschluss von fadenförmig zu kugelig und während der Elaboration des Gusses wurde es mit Kalzium oder Tellur korrigiert. Dies führte zu Stähle, die eine Verarbeitbarkeit haben, die sehr ähnlich zu der Verarbeitbarkeit von dem Blei ist, aber ohne seine negative Wirkungen zu haben.

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