Martensit bei Umwandlungshärteverfahren
Die Bildung von Martensit ist bei allen Umwandlungshärteverfahren von besonderer Bedeutung. Das nach dem deutschen Werkstoffkundler Adolf Martens benannte Martensit ist ein Härtungsgefüge, welches beim Härten von Stählen entsteht. Dieses Härtungsgefüge entsteht beim (schnellen) Abschrecken der wärmebehandelten Werkstoffe. Bei allen Umwandlungshärteverfahren wird das Werkstück soweit erwärmt, dass sich das ursprünglich im Stahl vorhanden α-Eisen (Ferrit) in γ-Eisen (Austenit) umwandelt. Diese Umwandlung ist wichtig, denn Austenit kann wesentlich mehr Kohlenstoff-Atome binden, als Ferrit. Das an die Wärmebehandlung anschließende Abschrecken verhindert das Diffundieren von Kohlenstoff aus dem Härtungsgefüge. Das so entstandene Härtungsgefüge entspricht einem tetragonal raumzentriertes Gitter (Austenit). Das tetragonal raumzentriertes Gitter ist eines der sieben Kristallsystemen, in dem die Eisenatome nicht mehr kubisch-raumzentriert angeordnet sind, sondern durch den Kohlenstoff in das Gitter verspannt sind. Von großer Bedeutung ist die Abkühlgeschwindigkeit - je größer die Temperaturdifferenz, bzw. die Unterkühlung ist, desto mehr Martensit entsteht.
Anlassen und Restaustensit
Das Abschrecken des Werkstückes nach der Wärmebehandlung sorgt für die Bildung vom Martensit an der Werkstoffoberfläche, da die Außenbereiche schneller abkühlen. Liegt der Kohlenstoffanteil des wärmebehandelten Stahls oberhalb von 0,6 Prozent begünstig dies das unerwünschte Vorhandensein von Restaustensit. Dies geschieht in der Folge des Abkühlprozesses, da die MF Temperatur unter der Raumtemperatur liegt. Beim Abschrecken wird das Austenit nicht vollständig in Martensit umgewandelt. Das Restauaustensit bildet sich mit einer gewissen Verzögerung und wird von einer Volumenvergrösserung begleitet. Als Folge dessen, entstehen im Werkstoff nicht unerhebliche Spannungen, die zu Rissen und Verzug führen können. Das Werkstück ist sehr hart und spröde und für den technischen Einsatz nicht brauchbar. Man spricht in diesem Zusammenhang von einem „glasharten“ Zustand des Werkstücks.
Es ist daher dringend notwendig den Werkstoff für den technischen Einsatz weiter zu behandeln - hierzu wird das Werkstück „angelassen“. Beim Anlassen, auch "Tempern" genannt, wird das Werkstück nach dem Abschrecken erneut erwärmt, um die gewünschten Gebrauchseigenschaften (Härte, Zugfestigkeit und Zähigkeit) zu erzielen. Dabei lassen sich die Gebrauchseigenschaften über die Anlasstemperatur und Anlassdauer justieren. Es gilt hierbei: Je höher die Anlasstemperatur, desto geringer wird die Härte und höher die Zähigkeit. Die Anlasstemperatur ist abhängig vom Gehalt an Legierungselementen und Kohlenstoff und liegt in Temperaturbereichen zwischen 100 - 350 Grad Celsius (bei hochlegierten Stählen bis 600 °C).
Das Kombinieren von Härten und Anlassen bezeichnet man als Vergüten.
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