Grundlagen
Härten ist ein Wärmebehandlungsverfahren zur Bearbeitung von Stahl- und Gusseisenlegierungen.
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| Härten/Vergüten in automatischen Durchstoßofenanlagen unter Schutzgas | Induktionshärten eines Bauteils | Vakuumofenlinie mit Gas- oder Ölabschreckung |
Der Härtungsvorgang ist in drei Arbeitsschritte unterteilt: Erwärmen, Halten auf Härtetemperatur und Abschrecken. Im ersten Schritt erfolgt die Erwärmung des Werkstoffs auf eine Härtetemperatur zwischen 750 und 1.300°C. Diese Erwärmung bewirkt die Umwandlung des α-Eisens (Ferrit) in γ-Eisen (Austenit) und ermöglicht so die Lösung vorhandener Carbide sowie eine homogene Verteilung des Kohlenstoffs. Austenit erlaubt gegenüber Ferrit eine höhere Kohlenstoffanreicherung. Das anschließende Halten der Härtetemperatur unterstützt diesen Prozess. Als dritter Schritt erfolgt das Abschrecken des kohlenstoffhaltigen Austenits. Infolge dieser Abkühlung des Werkstoffes mit hoher Geschwindigkeit verbleibt der Kohlenstoff im kubischen Kristallgitter des Stahlgefüges und bewirkt eine tetragonale Verzerrung dieses Gitters im Randbereich des Werkstücks. Das so entstandene Gefüge heißt Martensit. Martensit ist aufgrund seiner unbeweglichen Gefügestruktur von hoher Härte und Festigkeit sowie schlecht verformbar und wenig zäh.
Umwandlung des ursprünglichen kfz-Gitters in ein trz-Gitter
Die Stähle besitzen nach dem Härten eine relativ hohe Sprödigkeit, wodurch ein betrieblicher Einsatz oft nicht möglich ist. Ein nachfolgendes Erwärmen (Anlassen) reduziert nicht nur diese Sprödigkeit, sondern in Abhängigkeit von der gewählten Temperatur können für die jeweiligen betrieblichen Anforderungen die Eigenschaften des Stahls verändert bzw. angepasst werden.
Temperaturführung