Härterei Lexikon

Hier finden Sie häufig verwendete Begriffe und andere Informationen rund um das Thema Härten.

Eine Übersicht der von uns durchführbaren Wärmebehandlungsverfahren sowie weitere detaillierte Informationen finden Sie unter der Rubrik Verfahren.

Für alle weiteren Fragen rund um die verschiedenen Verfahren der Wärmebehandlung erreichen Sie uns auch über unsere Kontaktseite.

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Weitere Einträge zum Buchstaben 'H':

  • AbschreckenÖffnen oder Schließen

    Das Abschrecken beschreibt das Abkühlen eines erhitzten Materials in rascher Geschwindigkeit (schneller als dasAbkühlen an der Luft). Hierfür werden entsprechend dem Material und den gewünschten Bauteilanforderungen flüssige Abschreckmedien wie Öle, Polymere oder Salzbäder bei speziell abgestimmten Temperaturen verwendet.Ziel des Abschreckens ist es ein austenitisches Gefüge mit möglichst hoher Zähigkeit im gehärteten Material zu erhalten.


  • ADIÖffnen oder Schließen

    ADI ist die Abkürzung für austempered-ductile-Iron. Es handelt sich hierbei um ein Gusseisen mit Kugelgraphit, welches durch eine gezielte Wärmebehandlung wesentlich höhere Verschleißeigenschaften, bei gleichzeitig gesteigerter Dehnung erhält.

    Vorteile

     

    • Einsparung an Gewicht
    • Hohe Verschleißfestigkeit
    • Gute Dehnung bis zu 15%
    • Festigkeit von 800 - 1400 N/mm²
    • Es kann in vielen Fällen vor der Wärmebehandlung bearbeitet werden
    • Geräuschdämpfung

  • Anlassen oder BläuenÖffnen oder Schließen

    Als Anlassen (oft auch „Bläuen“ genannt) wird in der Härtetechnik der Vorgang beschrieben, bei dem das behandelte Werkstück nach dem eigentlichen Härteprozess in einem Niedrigtemperaturverfahren erneut erwärmt wird. Das Anlassen ist oft notwendig um der durch das Härten geringeren Festigkeit (abhängig vom gewünschten Härtegrad) entgegenzuwirken. Mit dem Anlassen lassen sich sowohl der Härtegrad, als auch die Festigkeit korrigieren (Härtegrad minimieren und Festigkeit erhöhen). Zusätzlich lassen sich durch das Anlassen anwendungsspezifische Werkstoffeigenschaften erzielen.

    Der typische Temperaturbereich beim Anlassen variiert zwischen 160 und 550 Grad Celsius. Das Anlassen erfolgt in der Regel in einer Anlasskammer (schnelle Durchwärmung mittels Luftumwälzung), die zusätzlich mit Schutzgas gefüllt werden kann. Der Einsatz von Schutzgas wird nötig, wenn bei hohen Temperaturen angelassen wird. Das Schutzgas verhindert die ein Oxidieren der Werkstoffoberfläche. Die Anlassdauer ist im Normalfall abhängig von der Anlasstemperatur, wobei beim Hochtemperatur-Anlassen längere Haltezeiten üblich sind. Die Variation der Anlassdauer kann von einigen Minuten bis hin zu mehreren Stunden betragen, wobei ein Anlassen bei hoher Temperatur und kurzer Dauer den gleichen Effekt hat, wie lange Anlasszeiten bei geringen Temperaturen. Mathematisch beschrieben wird diese Austauschbarkeit durch den Hollomon-Jaffe-Parameter:

    Hollomon-Jaffe-Parameter

    Generell sind die folgenden Anlassstufen in der Härtetechnik von Bedeutung:

    • 1. Anlassstufe von 80 °C bis 200 °C
      Je nach Kohlenstoffgehalt geht Martensit über in α + ε-Carbide oder das Martensit  ist nicht oder nur minimal tetragonal verzerrt, wodurch eine Veränderung der kristallinen Struktur nicht stattfindet.
    • 2. Anlassstufe von 200 °C bis 320 °C
      Es kommt zu einem Zerfall von Restaustenit und es kommt zu einer Bildung von Carbide und Ferritbereiche.
    • 3. Anlassstufe von 320 °C bis 520 °C
      Der Härtegrad wird deutlich reduziert, bei einem gleichzeitigem einstellen des Gleichgewichtsgefüges aus Zementit und Ferrit.
    • 4. Anlassstufe oberhalb von 500 °C
      Es kommt zu einer Einformung und Koagulation der Zementitteilchen.

    Beim Anlassen werden Versprödungserscheinungen beobachtet, die es im Vorfeld zu beurteilen gilt.


  • AnlassversprödungÖffnen oder Schließen

    Die Anlassversprödung beschreibt Versprödungserscheinungen, die beim Anlassen eines Werkstückes nach dem eigentlichen Härteprozess beobachtet werden:?

    • Die Blausprödigkeit oder 300-°C-Versprödung:
      Die Blausprödigkeit hat eine reduzierte Kaltverformbarkeit und/oder Verringerung der Zähigkeit eines Werkstück zur Folge. Es wird angenommen, dass dies von der Ausscheidung von Kohlenstoff und Stickstoff auf den Korngrenzen herrührt.
    • Anlassversprödung oder 500-°C-Versprödung:
      Die Anlassversprödung führt zu einer reduzierten Zähigkeit, dabei wird die Kerbschlagarbeit, bei gleichzeitigem Anstieg der Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch, verringert. Die Ursache der Anlassversprödung ist durch die Anreicherung der Austenitkorngrenze mit Spurenelementen oder Carbiden begründet. Mit dem Zulegieren von Molybdän oder Wolfram lässt sich die Anlassversprödung vermeiden.

  • AufkohlenÖffnen oder Schließen

    Stähle, die aufgrund eines geringen Kohlenstoffgehalts schlecht oder gar nicht zu härten sind, werden mit Hilfe des Aufkohlen oder Einsetzen an den Randschichten mit Kohlenstoff angereichert. Es werden nur deshalb die Randschichten mit Kohlenstoff angereichert, da der Kern des Stahls in der Regel zäh und weich bleiben soll.

    Beim Aufholen kommen je nach Verfahren unterschiedliche Aufkohlungsmittel zum Einsatz. Grundsätzlich unterschieden werden: Feste, Flüssige und gasförmige Aufkohlmittel, so wie das Niederdruckverfahren, welches in einem Vakuumofen umgesetzt wird. 

    Das Aufkohlen kommt in der Regel beim Einsatzhärten, als erster Schritt zum Einsatz.  

    Das Aufkohlen der Eisenschmelze: Gusseisen, mit oder ohne Kugelgraphit wird bei der Herstellung meist mit Stahlschrott in Elektroöfen aufgekohlt. Zur Korrektur des Kohlenstoffgehalts wird in der Regel Roheisen oder andere Aufkohlmittel zugegeben (Grafit, calcinierter Petrolkoks). Die Qualität und damit verbunden der Preis des Aufkohlmittels, der in großer Vielzahl auf dem Markt vorhandener Aufkohlmittel, wird durch den Aschengehalt, Stickstoff, Schwefel und Kohlenstoff bestimmt.


  • AufstickungstiefeÖffnen oder Schließen

    Die Aufstickungstiefe definiert die Distanz zwischen der Oberfläche eines nitrierten Werkstückes bis zu der Stelle des vorab festgelegten Stickstoffgehaltes, der die zu erreichende Eigenschaft beschreibt. Der Punkt der Abstickungstiefe kennzeichnet  beispielsweise den vorab festgelegten Härtegrad oder den definierten Festigkeitspunkt.


  • AushärtungÖffnen oder Schließen

    Unter Aushärtung versteht man den höchstmöglichen Härtegrad, den ein Material oder Werkstück nach der Wärmebehandlung durch das rasche Abkühlen erreichen kann (unterden jeweiligen Bedingungen). Die Härtesteigerung wird bei der Aushärtung durch dieBildung von Martensit im Material erreicht.


  • AusscheidungshärtenÖffnen oder Schließen

    Die Ausscheidungshärtung ist eine häufige Härtungsvariante, die vorwiegend bei Aluminium, jedoch auch bei einigen anderen Metallen im Rahmen der koheränten Härtungsverfahren durchgeführt wird. Während der speziellen Bearbeitungsprozesse kommt es bei der Ausscheidungshärtung zu einer Maximierung der Härte und der Festigkeit verschiedener Legierungsarten. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Legierungen können mittels unterschiedlicher Technologien verändert werden. In der Regel steht die Wärmebehandlung bei der Aushärtung von Aluminiumlegierungen innerhalb diese Kategorie der Härtungen im Mittelpunkt. Diese Anwendung ist auch als Aushärtung bekannt und erhöht die Streckung von Metallen ganz enorm.

    Das Ausscheidungshärten erfolgt in verarbeitungsspezifischen Härtungsstufen. Grundsätzlich werden diese in das Lösungsglühen, welches auch als Diffusionsglühen oder Homogenisieren bezeichnet wird, das Abschrecken und das Auslagern unterteilt. Die einzelnen Arbeitsschritte laufen kontinuierlich nacheinander ab. Beim letzten Schritt kommt es zur entscheidenden Veränderung der Gitterstruktur der Metalle. Die Ausscheidungshärtung basiert darauf, dass die Legierung mit dem Grundwerkstoff sogenannte Mischkristalle bildet, wenn der Aushärtungsvorgang bei sehr großer Hitze erfolgt. Im Allgemeinen kann beim Ausscheidungshärten bei verschiedenen Arten von Stahl eine Beeinflussung der Struktur der molekülgebundenen Metallgitterstruktur erfolgen. Durch ein hitzegebundenes Herauslösen von Fremdatomen kommt es zu einer Verspannung des Atomgitters, sodass diese Metalle enorm unempfindlich und hart sind. Die fremden Atome werden während eines nachfolgenden Abschreckvorgangs ausgesprengt und führen zur Entstehung eines neuen Gittergefüges.

    Nach dem Aushärten von Aluminium entsteht beispielswiese das Duraluminium. Diese Spezialform der Aluminiumlegierung entsteht auf der Grundlage des Ausscheidungshärtens und ist gegenüber den ungehärteten Aluminiumlegierungen überaus fest und widerstandsfähig.


  • AustenitÖffnen oder Schließen

    Als Austenit bezeichnet man γ-Mischkristalle von Eisen-Legierungen.


  • AustenitisierdauerÖffnen oder Schließen

    Die Austenitisierdauer definiert den zeitlichen Verlauf, also die Zeitspanne, die zwischen dem Start und dem Ende des Haltens auf der  Austenitisiertemperatur liegt. Zu kurze oder zu lange Austenitisierdauern können negativen Einfluss auf das werkstofftechnische Härte-Ergebnis ausüben. Ist die die Austenitisierdauer zu kurz wird beispielsweise zu wenig Ferrit umgewandelt, nicht ausreichend Carbid aufgelöst oder der im Werkstoff vorhandene Martensitanteil ist durch die Bildung von unerwünschtem Bainit, Perlit und/oder Ferrit zu gering. Durch eine zu lang gewählte Austenitisierdauer entsteht in der Regel Restaustenit. In beiden Fällen (zu lange und zu kurze Austenitisierdauer) besitzt das Werkstück einen zu geringen Härtegrad. Der korrekte zeitliche Verlauf der Austenitisierdauer ist also wesentlich entscheidend für das gewünschte Härte-Ergebnis und sollte daher sehr genau bemessen sein.


  • AustenitisierenÖffnen oder Schließen

    Von einer Austenitisierung eines Werkstücks wir dann gesprochen, wenn es durch Wärmebehandlung austenitisch wird. Erreicht wird dies, indem das Werkstück auf Austenitisierungstemperatur gebracht wird. Die Austenitisierungstemperatur ist die Temperatur, auf die ein Werkstück beim Austenitisierungsprozess erwärmt und gehalten wird. Während der Austenitisierung findet ein Umwandlungsprozess des Werkstücks statt, es bildet sich Austenit.


  • BainitÖffnen oder Schließen

    Bainit entsteht durch Wärmebehandlung, welches eine isothermische Umwandlung auslöst und kohlenstoffhaltiger Stahl zu Bainit wird. Die isothermische Umwandlung des Stahls ist ein Austenitisierungsprozess ( siehe Austenitisieren) mit anschliessendem Abschrecken. Wichtig bei diesem Vorgang ist die Abkühlungsgeschwindigkeit, die Temperatur mit der der austenitisierte Stahl abgeschreckt wird, muss oberhalb der Martensitstarttemperatur (siehe Martensit) liegen. Nur unter diesen Voraussetzungen kann sich das Austenit vollständig zu Bainit umwandeln.


  • BainitisierenÖffnen oder Schließen

    Unter Bainitisierung - auch Zwischenstufenvergüten genannt - versteht man die gezielte isothermische Umwandlung von Stoffen bei bestimmten Temperaturten in ein so genanntes bainitisches Gefüge. (Siehe auch Zwischenstufenvergüten und ADI)


  • Bake-Hardening-StahlÖffnen oder Schließen

    Bake-Hardening-Stahl - kurz BH-Stahl - ist eine spezielle Art der Stahllegierung, die in der Automobilindustrie und anderen Anwendungen weit verbreitet ist. Der Begriff "Bake-Hardening" bezieht sich auf den Härteprozess, bei dem der Stahl nach seiner Formgebung und vor dem Einsatz in Bauteilen einer erhöhten Temperatur ausgesetzt wird, um seine Festigkeit zu steigern. Dieser Vorgang wird als "Aushärtung" oder "Backen" bezeichnet.

    Die wesentlichen Merkmale von Bake-Hardening-Stahl sind:

    • Niedriger Kohlenstoffgehalt: BH-Stahl weist in der Regel einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt auf, was dazu beiträgt, dass er nach der Umformung und dem Härten eine höhere Festigkeit erreicht.
    • Umformbarkeit: Bake-Hardening-Stahl kann relativ einfach umgeformt werden, was ihn für die Herstellung komplexer Bauteile in der Automobilindustrie geeignet macht.
    • Erhöhte Festigkeit durch das Härten: Der entscheidende Schritt im Herstellungsprozess von BH-Stahl ist das Härten bei erhöhten Temperaturen, normalerweise im Temperaturbereich zwischen 170 und 220 Grad Celsius. Während dieses Härteprozesses diffundiert der im Stahl vorhandene Wasserstoff in die Zwischengitterstellen des Kristallgitters, was zu einer Erhöhung der Festigkeit führt. Dieser Effekt wird als "Bake-Hardening-Effekt" bezeichnet.
    • Verbesserte Härte und Festigkeit: Nach dem Härten weist BH-Stahl eine höhere Härte und Festigkeit auf, was dazu beiträgt, dass Bauteile aus diesem Material eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Verformung aufweisen.
    • Anwendungsbereiche: Bake-Hardening-Stahl wird häufig in Bauteilen von Fahrzeugen verwendet, die hohe Anforderungen an die Unfallsicherheit erfüllen müssen: Türverstärkungen, Stoßfängerträger und Sicherheitsgurtaufnahmen.

    Insgesamt ermöglicht Bake-Hardening-Stahl die Herstellung von leichteren Fahrzeugen mit verbesserten Sicherheitseigenschaften, da er es den Konstrukteuren und Konstrukteurinnen ermöglicht, dünnere Bleche zu verwenden und dennoch die erforderliche Festigkeit zu erreichen. Dies trägt zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen bei, was in Zeiten steigender Umweltauflagen in der Automobilindustrie von großer Bedeutung ist.


  • BauschingereffektÖffnen oder Schließen

    Unter dem Bauschingereffekt, benannt nach dem Mathematiker Johann Bauschinger, ist eine richtungsbestimmende Änderung der Elastizität von Metallen im Anschluss an eine plastische Verformung. Wird Metall in die eine Richtung plastisch verformt und dann in die entgegengesetzte verformt, reduziert sich die Elastizitätsgrenze, als Resultat der rücklaufenden Kräfte aufgestauter Versetzung, gegenläufig.


  • BeschichtenÖffnen oder Schließen

    Beschichten ist ein Sammelbegriff für das Aufbringen von bestimmten Schichten auf Stahloberflächen. Diese Deckschichten können metallisch, organisch oder künstlich sein und besitzen einen definierten Aufgabenbereich.

    Das Beschichten von Stahl wird unter anderem für folgende Zwecke angewandt:


    • Verbessern der Korrosionseigenschaften
    • Erhöhung des Verschleißschutzes
    • Optische Aufwertung
    • Schutz vor Abrieb
    • Hitzeschutz
    • Verbesserung der Haptik
    • Schutz vor aggressiven Mitteln (Säuren, Basen, etc.)

  • BlankglühenÖffnen oder Schließen

    Unter Blankglühen versteht man das Glühen von leicht oxidierten metallischen Werkstücken oder Legierungen unter einem Vakuum (mit reduzierender H2-Atmosphäre). Ziel des Blankglühens ist es die auf der Oberfläche vorhandene Oberflächenoxide zu reduzieren um eine metallblanke Oberflächen zu erzeugen.


  • BlankstahlÖffnen oder Schließen

    Der Blankstahl zeichnet sich dadurch aus, dass er durch spanlose Kaltverformung und Entzunderung (oder alternativ durch spanabhebende Bearbeitung) eine besonders glatte, ebene Oberfläche aufweist. Blankstahl bietet bessere Bearbeitungseigenschaften auf, es treten bei Blankstahl weniger Risse und Poren auf, wodurch er sich eine Oberflächenveredelung besonders gut eignet. Blankstahl kann aus diversen Qualitäts- und Edelstählen hergestellt werden und wird aufgrund seiner reduzierten Herstellungsoptionen meist für Langprodukte wie Rund-, Vierkant oder Sechskantstäbe verwendet.

    Blankstahl wird in der Regel aus warmgewalzten Stahl hergestellt. Die Herstellung aus geschmiedetem Stahl hat heutzutage aus wirtschaftlichen Gründen keine Bedeutung mehr.

    Einsatzgebiete von Blankstahl:

    • Hydraulikkomponenten für Fertigungsanlagen
    • Komponenten für den Maschinenbau
    • Anlagen- und Apparatebau
    • Wellen für Elektromotoren
    • Antriebs- und Verbindungselemente
    • Profile für den Innen- und Außenbereich

  • BlankvergütenÖffnen oder Schließen

    Ähnlich wie bei dem Blankglühen wird die Wärmebehandlung mittels Blankvergüten von blanken Werkstoffe in einem Vakuum oder in einer sauerstofffreien Atmosphäre durchgeführt. Das Oberflächenergebniss ist bei der Blankvergütung jedoch wesentlicher dunkler und rauher.

    Siehe auch:

    Blankglühen, Blankstahl


  • BlasstahlverfahrenÖffnen oder Schließen

    Bei der Srahlerzeugung wird häufig Eisenschrott zur Raffination verwendet. Dazu werden Eisenschrott und flüssiges Roheisen auf 1.600 Grad Celsius erhitzt und mittels selektiver Oxidation von Verunreigungen (Phosphor, Silizium, Mangan, Kohlenstoff) befreit. Die metallischen Verunreinigungen werden dann über die Schlacke vergast. Im darauf folgenden Schritt wird der Eisenschmelze Sauerstoff und Eisenerz zugefügt. Dieses Verfahren zur Stahlerzeugung mit Zusetzen von Schrott wird Blasstahlverfahren genannt. Je nach gewünschter Stahlsorte unterscheidet das Blasstahlverfahren drei Varianten: Das Bessemer-Verfahren, das Thomas -Verfahren und das Sauerstoffaufblasverfahren.


  • BlausprödigkeitÖffnen oder Schließen

    Mit Blausprödigkeit wird das Verhalten gehärteter Stähle bezeichnet, bei Anlasstemperaturen zwischen 200 und 350 Grad Celsius an Zähigkeit zu verlieren. Werden die Stähle in diesem Temperaturbereich verformt, beesteht das Risiko eines Blaubruchs. Der so entstehende Bruch nennt sich Blaubruch, da sich die Bruchfläche in Anlassfarbe blau färbt. Die Farbgebung der Bruchstelle entsteht durch die Ausscheidung von Zementit aus dem Martensit. Um das Risiko der Blausprödigkeit zu reduzieren, kann mit Hilfe von Silizium die Blausprödigkeit zu höheren Anlasstemperaturen verschoben werden.


  • BorierenÖffnen oder Schließen

    Beim Borieren werden die äußeren Randzonen mttels thermochemischer Prozesse mit Bor angereichert mit dem Ziel eine verschleißfreie Oberfläche zu erhalten. Dabei wird eine Boridschicht bis in eine Tiefe von 250µm ausgebildet.


  • CAB VerfahrenÖffnen oder Schließen

    Das CAB-Verfahren (CAB = Continuous Casting with Argon Bubbling, Kontinuierliches Gießen mit Argonblasen oder auch Casting with Argon Bubbling, Gießen mit Argonblasen) beschreibt ein Verfahren der Sekundärmetallurgie, das bei der Herstellung von Stahl und anderen Metallen in Gießanlagen eingesetzt wird.

    Das grundlegende Prinzip des CAB-Verfahrens besteht darin, flüssiges Metall kontinuierlich in eine Gießform zu gießen, wobei während des Gießvorgangs Argongas durch das flüssige Metall geblasen wird. Dieses Verfahren bietet mehrere Vorteile:

    • Entgasung: Das Argongas, das durch das flüssige Metall geblasen wird, dient zur Entfernung von Gasen und Verunreinigungen aus dem Metall, was zu einer höheren Reinheit des Endprodukts führt, da unerwünschte Gase wie Wasserstoff und Stickstoff mit dem CAB-Verfahren entfernt werden.
    • Temperaturkontrolle: Das Einblasen von Argongas kann auch dazu verwendet werden, die Temperatur des flüssigen Metalls zu kontrollieren. Dies ist relevant, um sicherzustellen, dass gegossene Produkte die gewünschten mechanischen Eigenschaften aufweisen.
    • Optimierung der Qualität: Das CAB-Verfahren ermöglicht eine gleichmäßigere Verteilung von Legierungselementen und Verunreinigungen im flüssigen Metall, was zu einer besseren Produktqualität führt.
    • Kontinuierlicher Guss: Im Gegensatz zum herkömmlichen diskontinuierlichen Gießen ermöglicht das CAB-Verfahren einen kontinuierlichen Gussprozess, der die Effizienz erhöht und die Produktionskapazität steigert.

    Das CAB-Verfahren ist in der Metallurgie eine wichtige Technik, insbesondere bei der Herstellung von Stahl und anderen Legierungen, bei denen die Reinheit und die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts von großer Bedeutung sind. Es trägt zur Verbesserung der Qualität und Effizienz in der Metallverarbeitung bei.


  • CADÖffnen oder Schließen

    Die Abkürzung CAD steht für "Computer aided Design" - in der industriellen Fertigung ist hier der Computergestützte Konstruktionsprozess komplexer Bauteile gemeint. Das CAD umfasst hier den gesamten Konstruktionsprozess, beginnend von der konzeptionellen Entwicklung, über die Formgebung, die allgemeine technische Berechnung bis hin zum Konstruktionsprozess. Das CAD schließt auch die Stücklisten ein. Die erstellten Konstruktionspläne lassen sich über genormte Schnittstellen direkt in CNC-Programme von Fertigungsmaschinen eingeben und so Prozesse vollautomatisieren.


  • CadmierenÖffnen oder Schließen

    Unter Cadmieren bezeichnet man die Oberflächenbehandlung von Werkstücken mit Cadmium. Das Cadmieren erzeugt schützende Überzüge für Stahl. In seltenen Fällen werden auch nicht-Stähle cadmiert. Beim Cadmieren werden Abscheidung hauptsächlich in Cyanidbädern erzeugt. Dem Cyanidbädern werden Glänzmittel beigegeben:

    • Furfural für geringe und Nickelkonzentrationen
    • Cobalt für hohe Badkonzentrationen.

    Die mit Cadmium-Überzügen behandelten Werkstücke werden abschließend noch in verdünnte Salpetersäure oder Chromsäure getaucht - die Oberfläche wird so passiviert und mit einen hochwertigen Glanz zu aufgewertet.


  • CAI - Computer aided IndustryÖffnen oder Schließen

    Der Begriff "CAI" steht im industriellem Kontext für "Computer Aided Industry" (Computerunterstützte Industrie). CAI bezieht sich auf die Nutzung von Computersystemen und -technologien, um verschiedene Aspekte der industriellen Produktion und Fertigung zu automatisieren und zu verbessern. Dieser Ansatz hat in den letzten Jahrzehnten erhebliche Fortschritte erzielt und spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Fertigungsindustrie.

    Die Vorteile von CAI:

    • Effizienzsteigerung: CAI-Systeme können dazu beitragen, den gesamten Produktionsprozess zu optimieren, was zu einer erheblichen Steigerung der Effizienz führt. Dies bedeutet, dass Produkte schneller und kostengünstiger hergestellt werden können.
    • Qualitätskontrolle: Durch den Einsatz von Computern und Sensoren können Unternehmen die Qualität ihrer Produkte während des gesamten Herstellungsprozesses überwachen und sicherstellen, dass sie den erforderlichen Standards entsprechen.
    • Reduzierung menschlicher Fehler: CAI-Systeme minimieren menschliche Fehler und Abweichungen, da sie in der Lage sind, repetitive Aufgaben mit hoher Präzision auszuführen.
    • Flexibilität und Anpassungsfähigkeit: CAI-Systeme können schnell umprogrammiert und angepasst werden, um sich den ändernden Anforderungen des Marktes anzupassen. Dies ermöglicht es Unternehmen, sich agiler auf Veränderungen in der Nachfrage oder im Produktionsprozess einzustellen.
    • Kosteneinsparungen: Durch die Automatisierung von Aufgaben und die Optimierung von Ressourcen können Unternehmen erhebliche Kosteneinsparungen erzielen (Reduzierung von Arbeitskosten und Verringerung der Materialverschwendung).
    • Echtzeit-Datenanalyse: CAI-Systeme sammeln kontinuierlich Daten aus der Produktion, die in Echtzeit analysiert werden können. Dies ermöglicht es Unternehmen, Probleme frühzeitig zu erkennen und schnell darauf zu reagieren.
    • Verbesserte Sicherheit: In gefährlichen oder anspruchsvollen Umgebungen können CAI-Systeme dazu beitragen, die Sicherheit der Arbeiter zu verbessern, indem sie gefährliche Aufgaben automatisieren und menschliche Exposition gegenüber Risiken minimieren.
    • Bessere Ressourcennutzung: CAI kann dazu beitragen, Ressourcen wie Energie und Rohstoffe effizienter zu nutzen, was nicht nur Kosten senkt, sondern auch ökologischer ist.
    • Wettbewerbsfähigkeit: Unternehmen, die CAI-Technologien einsetzen, sind oft wettbewerbsfähiger, da sie in der Lage sind, hochwertige Produkte schneller und kostengünstiger herzustellen.

    Zusammenfassend lässt sich feststellen, daß CAI eine Modernisierung der industriellen Produktion unterstützt, wodurch Unternehmen ihre Wettbewerbsfähigkeiten steigern und gleichzeitige die Produktqualität erhöhen können. CAI-Systeme bedürfen allerdings einer sorgfältigen Planung und Implementierung. Es muss dazu eine hohe Wartungsdichte gewährleistet sein, um von den Vorteilen profitieren zu können.


  • CAM - Computer Aided ManufacturingÖffnen oder Schließen

    CAM (Computer Aided Manufacturing, zu deutsch: Computerunterstützte Produktion) ist eine Technologie, die den Einsatz von Computern und spezieller Software zur Steuerung von Maschinen in industriellen Fertigungsprozessen ermöglicht. CAM-Systeme sind eine wichtige Komponente in der modernen Fertigung und werden in verschiedenen Branchen eingesetzt. Zu nennen sind hier die Metallverarbeitung, die Holzbearbeitung, die Elektronikfertigung und die Kunststoffherstellung. CAM bietet für Industriebetriebe viele Vorteile:

    • Automatisierung: CAM-Systeme automatisieren einen hohen Anteil des Fertigungsprozesses, einschließlich der Generierung von CNC (Computer Numerical Control)-Codes für Maschinen, der Werkzeugwegplanung und der Materialzuschnittoptimierung. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung menschlicher Eingriffe und möglichen menschlichen Fehlern, was die Effizienz und Qualität der Produktion maßgeblich erhöht.
    • Präzision: CAM-Software ermöglicht die äußerst präzise Planung und Durchführung industrieller Fertigungsprozesse. Dies ist besonders relevant für Branchen, in denen hohe Genauigkeit und stete Reproduktion von Nöten sind, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik.
    • Material- und Ressourceneffizienz: Durch die Optimierung von Werkzeugwegen und Materialausnutzung können CAM-Systeme dazu beitragen, den Materialverschnitt zu minimieren und den Verbrauch von Ressourcen wie Energie und Werkzeugen dramatisch zu reduzieren.
    • Schnellere Markteinführung neuer Produkte: CAM ermöglicht es Unternehmen, Prototypen und Produktionsläufe schneller herzustellen. Dies ist entscheidend, um Produkte zeitnah auf den Markt zu bringen und auf ändernde Kundenbedürfnisse schnell zu reagieren.
    • Kosteneinsparungen: Die Automatisierung von Fertigungsprozessen mit CAM-Systemen kann die Arbeitskosten senken und die Produktivität steigern. Obwohl die Anschaffungskosten für CAM-Software und -Hardware anfänglich hoch sein können, führt dies langfristig oft zu erheblichen Kosteneinsparungen.
    • Komplexitätsbewältigung: Mit CAM-Systemen können komplexe Bauteil-Geometrien effizient hergestellt werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für das Design und die Herstellung von Produkten, die zuvor schwer zu realisieren waren.
    • Qualitätskontrolle: CAM-Systeme ermöglichen eine bessere Überwachung und Kontrolle der Fertigungsprozesse. Sie können Echtzeitdaten liefern, um sicherzustellen, dass die gefertigten Teile den spezifizierten Standards entsprechen und Toleranzen eingehalten werden.
    • Wettbewerbsfähigkeit: Unternehmen, die CAM-Technologie nutzen, sind oft wettbewerbsfähiger auf dem Markt, da sie in der Lage sind, hochwertige Produkte effizienter und kostengünstiger herzustellen.

  • CAQÖffnen oder Schließen

    Die Abkürzung CAQ steht für "Computer aided Quality Assurance", also das Computergestützte Qualitätsmanagement. Das CAQ unterstützt Unternehmen in ihrer Qualitätspolitik und den QS-Zielen im Unternehmen. Das CAQ begleitet den kompletten Produktionsprozess, inklusive aller operativen und dienstleistenden Bereiche, wie alle Maßnahmen zur Planung und Durchführung der Qualitätssicherung.

    CAQ-Systeme analysieren Prozesse wie die Prozessdatenanalyse oder das PDA, dokumentieren und archivieren qualitätsrelevante Daten zu Fertigungsprozessen. CAQ umfasst computergestützte Maßnahmen zur Planung und Durchführung der Qualitätssicherung.

    CAQ-Systeme helfen auch bei der Analyse der Prozessfähigkeit von Produktionsprozessen. So können CAQ-Systeme die Stabilität und Reproduzierbarkeit von Produktionsprozesse analysieren. Durch die Verknüpfung von qualitätsrelevanter Daten mit der Bearbeitung von Reklamationen können Prozesse automatisiert und zu einer Kostenreduzierung führen.


  • CarbonitrierenÖffnen oder Schließen

    Ganz verschiedenartige Metallwerkstoffe können auf der Grundlage des Carbonitrierens gehärtet werden. Das Carbonitrieren gehört zum Einsatzhärten und wird genutzt, um einen weichen und einen harten Kern bei einem Werkstoff zu erhalten und lediglich eine Härtung der Oberflächenstruktur zu garantieren. 

    Das Carbonitrieren kann nur solche Einhärtungstiefen relaisieren, die im mittleren und niedrigen Bereich liegen. Dies gewährleistet die Zielsetzung eines weichen Kerns. 

    Der Vorgang des Carbonierens erfolgt in einem Temperaturlimit zwischen 750 °C und 930 °C und kann eine Oberflächentiefe von etwa 0,06 bis 0,60 mm Tiefe härten. Die Grundlage dieser Spezialhärtung ist das Eindiffundieren von Kohlenstoff und Ammoniak in das Werkstück. In diesem Zusammenhang wird nicht das komplette Material, sondern nur die Randbereiche behandelt. Der Stickstoff im Ammoniak stellt das eigentliche Legierungselement dar und verbleibt in den Randzonen. Die Aufnahme des Stickstoffs erhöht sich mit zunehmender Werkstofftiefe. Dies bildet die Voraussetzung für einen Erhöhung der Randaushärtung und fördert einen zusätzlichen Verschleißschutz. 

    Durch das Carbonisieren können vorwiegend solche Stähle zonenbezogen gehärtet werden, die mit anderen Härtungsverfahren nicht verfestigt werden könnten. Unlegierte und in niedrigen Stufen legierte Stahlsorten, Automaten- und Tiefziehstähle eignen sich für diese Härtungstechnologie optimal. 

    Den Effekt des Carbonierens können Schwankungen innerhalb der Bearbeitungstemperaturen beeinflussen. Ist das Carbonieren abgeschlossen, werden die bearbeiteten Werkstücke abgeschreckt und einem Anlassvorgang unterzogen. 


  • CermitsÖffnen oder Schließen

    Cermets sind Verbundwerkstoffe, bestehend aus keramischen Werkstoffen und einer metallischen Matrix, die als Bindemittel dient. Der Begriff Cermets setzt sich aus den englischen Wörtern der Werkstoffe "ceramic und metal" zusammen.

    Cermets setzen sich in der Regel aus Titancarbid (TiC) und Titannitrid (TiN) zusammen. Der Verbund dieser Werkstoffe sorgt bei den Cermets für eine hohe Härte - auch in extrem hohen Temperaturbereichen. Die Cermets verfügen zudem über eine hohe Zähigkeit, die sich aus der Bindephase von Hartstoff-Körnern ergibt.

    Die physikalischen Eigenschaften von Cermits im Vergleich mit rein metallischen Werkstoffen:

    • geringes Gewicht
    • geringe Wärmeleitfähigkeit
    • geringe Bruchzähigkeit
    • höhere chemische Beständigkeit
    • hohe Kantenfestigkeit
    • geringer Verschleiß

    Einsatzgebiete von Cermits:

    • Werkzeuge für das Feindrehen
    • Werkzeuge für das Gewindedrehen
    • Werkzeuge für das Fräsen
    • Thermoelement-Schutzrohre
    • panzerbrechende Munition

  • ChromierenÖffnen oder Schließen

    Das Chromieren ist eine thermochemische Diffusionsbehandlung der Randzone eines zu behandelnde Werkstückes ,mit dem Ziel die Korrosionsbeständigkeit von Werkstoffen auf ein Maximum zu erhöhen. Beim Chromieren diffundiert Chrom in unlegierte Stahlsorten ca. 10 µm-20 µm (bei niedrig legierten Stahlsorten bis zu 100 µm) in die Randschicht des Stahls ein. Die Randschicht kann sich hierbei um bis zu 35 Prozent mit Chrom anreichern. Ein optimales Ergebnis erreicht das Chromieren im Temperaturbereich zwischen 1.000-1.200 Grad Celsius. Das Einsatzgebiet chromierter Stähle ist überall dort, wo die behandelten Bauteile extremer und aggressiver Belastungen ausgesetzt und/oder permanent von Wasser umgeben sind. Ein klassisches Anwendungsgebiet sind beispielsweise Turbinenschaufeln.


  • Öffnen oder Schließen

    Chromstähle sind korrosionsbeständige Stahlsorten, die einen Chromanteil von mindestens 12 Prozent besitzen. Chromstähle zeichnen sich durch eine extrem gute Beständigkeit gegenüber aggressive Angriffsmittel aus. Die Korrosionsbeständigkeit bedingt eine Vorarbeit der Oberfläche des Chromstahls, die beispielsweise durch polieren oder feinschleifen erreicht wird.

    Chromstahl ist ein Edelstahl und findet u.a. Verwendung in der Pharmaindustrie, Nahrungsmittelindustrie, in der Architektur oder in der Möbelbranche, da er hygienisch und langlebig ist.


  • DauerschwingprüfungÖffnen oder Schließen

    Die Dauerschwingprüfung ist ein Verfahren zur Prüfung von Materialien, insbesondere Metallen und Verbundwerkstoffen, auf ihre Ermüdungseigenschaften. Diese Art der Prüfung ist von großer Bedeutung in Branchen wie der Luftfahrt, dem Fahrzeugbau, der Bauindustrie und anderen, in denen Materialien und Bauteile wiederholten Belastungen ausgesetzt sind. Das Hauptziel der Dauerschwingprüfung besteht darin, die Lebensdauer eines Materials oder Bauteils unter zyklischer Belastung zu bestimmen.

    Die Dauerschwingprüfung erfolgt normalerweise in einem Prüfstand oder einer Prüfmaschine, in der das zu prüfende Werkstück einer sich wiederholenden mechanischen Belastung, in Form von Schwingungen oder Lastwechseln, ausgesetzt wird. Während des Tests werden verschiedene Parameter gemessen, darunter die Spannungsamplitude, die Dehnung und die Anzahl der Belastungszyklen, bis das Material versagt.

    Die Dauerschwingprüfung liefert wichtige Informationen über das Ermüdungsverhalten eines Materials und ermöglicht es Ingenieuren, die Lebensdauer eines Bauteils unter realen Betriebsbedingungen vorherzusagen. Sie hilft dabei, sicherzustellen, dass Materialien und Konstruktionen den erforderlichen Sicherheitsstandards entsprechen und lange genug halten, um ihre beabsichtigte Funktion zu erfüllen. Die Ergebnisse der Dauerschwingprüfung werden oft in Wöhlerlinien oder Ermüdungsfestigkeitsdiagrammen dargestellt, die Ingenieuren als Grundlage für die Konstruktion und Bewertung von Bauteilen dienen.


  • DekapierenÖffnen oder Schließen

    Dekapieren ist ein chemischer Oberflächenbehandlungsprozess, der angewendet wird, um Metalloberflächen von Oxiden, Rost, Zunder und anderen Verunreinigungen zu befreien. Dieser Prozess ist insbesondere bei Edelstahl und anderen korrosionsbeständigen Legierungen von hoher Bedeutung, um deren Oberflächenbeschaffenheit und Korrosionsbeständigkeit zu optimieren.

    Der Dekapierprozess involviert die Einwirkung einer Säurelösung, häufig eine Mischung aus Salz- und Flusssäure, auf die Metalloberfläche. Diese Säuren reagieren mit den Oxiden und Verunreinigungen und lösen diese auf, ohne das darunterliegende Metall wesentlich anzugreifen. Die Säurebehandlung entfernt effektiv die dünne Oxidschicht, die sich während des Walz-, Schmiede- oder Wärmebehandlungsprozesses auf der Metalloberfläche bildet, und hinterlässt eine saubere, metallisch blanke Oberfläche.

    Ein entscheidender Prozess beim Dekapierens ist die nachfolgende Neutralisation und gründliche Reinigung der Oberfläche, um sämtliche Säurereste zu entfernen und so weitere Korrosion zu verhindern. Nach dem Dekapieren wird die Oberfläche oft passiviert, ein Prozess, bei dem die Oberfläche mit einer Oxidschicht überzogen wird, um die Korrosionsbeständigkeit des Metalls zu erhöhen.

    Dekapieren ist ein kritischer Schritt in der Verarbeitung und Veredelung von Metallen, insbesondere bei solchen, die in korrosiven Umgebungen eingesetzt werden, wie in der chemischen Industrie, im Bauwesen oder bei der Herstellung von Küchenutensilien und medizinischen Geräten. Es ist ein Spezialverfahren, das Fachkenntnisse und eine sorgfältige Handhabung der verwendeten Chemikalien erfordert, um die Sicherheit und Umweltverträglichkeit zu gewährleisten.


  • DirekthärtenÖffnen oder Schließen

    Unter Direkthärten versteht man das Härten durch direktes abschrecken, also das Abschrecken des Werkstückes unmittelbar nach der thermochemischen Wärmebehandlung. Bei aufgekohlten Werkstücken wird diese Behandlung nach dem Abkühlen eines Werkstückes auf die für den gewünschten Härtegrad geeignete Temperatur durchgeführt.

    Das Direkthärten ist die Variante des Einsatzhärtens, die in der Praxis am Häufigsten eingesetzt wird. Der Vorteil des Direkthärtens sind die extrem hohen Kernhärtewerte, die man mit keiner anderen Methode erreicht. Geeignet ist das Direkthärten für Werkstoffe, die unempfindlich sind gegen Verzug oder für Werkstoffe mit hohen Maßtoleranzen.


  • DoppelhärtenÖffnen oder Schließen

    Beim Doppelhärten wird das zu härtende Material in zwei kompletten Härtezyklen wärmebehandelt oder aber in zwei Schritten zunächst geglüht und dann gehärtet, wobei die Temperaturen der zwei Zyklen nahezu identisch bleiben. Ziel ist eine Verfeinerung der Korngröße des Werkstückes nach dem ersten Aufkohlen oder Austentisieren  oder/und die Erhöhung der Einsatzhärtetiefe. 

    Ebenso kann das Doppelhärten durch ein langes Austenitisieren bzw. Aufkohlen mit einer daran anschließenden langsamen Aushärtung / Abkühlung definiert werden.

    Die Vorteile des Doppelhärtens liegen in der Verfeinerung des Kerngefüges, dem Verhindern von ungewünschtem Restaustenit in der Randschicht, dem geringeren Verzug bei Materialien mit komplexen Eigenschaften und einer wesentlich genaueren Anpassung der Kernhärte und der Einsatzschicht. Anwendung findet das Doppelhärten überall dort, wo eine hohe Einsatzhärteschicht von Nöten ist, beispielsweise in sicherheitskritischen Bauteilen für die Automobil- oder Luftfahrtindustrie, sowie bei großen Getriebeteilen für Turbinen oder Nutzfahrzeuge.  


  • DuplexstahlÖffnen oder Schließen

    Duplexstahl ist ein rostfreier Stahl, der ein zweiphasiges Gefüge aufweist. Er besteht zu ca. 50 Prozent aus Austenit und zu 50 Prozent aus Ferrit mit Inseln aus Austenit. Duplexstähle vereinen die Eigenschaften von rostfreien Chromstählen (ferritisch oder martensitisch) und rostfreien Chrom-Nickel-Stählen (austenitisch). Duplexstahl besitzt allerdings eine weit höhere Festigkeiten als rostfreie Chrom-Nickel-Stähle, ist dabei allerdings duktiler als ein rostfreier Chromstahl. Duplexstahl weist eine hohe Korrosions- und Säurebeständigkeit auf.

    Die Eigenschaften von Duplexstahl auf einen Blick:

    • erhöhter Schutz vor Lochkorrosion
    • hohe Festigkeit
    • geringe Wahrscheinlichkeit von Spaltkorrosion
    • hohe Säurebeständigkeit

  • Durchhärten, durchgreifendes HärtenÖffnen oder Schließen

    Unter dem Durchhärten, welches auch als "durchgreifendes Härten" bezeichnet wird, versteht man das Wärmebehandeln eines Werkstückes mit dem Ziel, durch das Erwärmen auf Austenitisierungstemperatur, verbunden mit einem sehr schnellen Abkühlen, das Entstehen eines gleichmässig Härtegefüge (Martensit) im ganzen Werkstück zu erzeugen. Das gleichmässig Härtegefüge erstreckt sich dabei bis in den Werkstück-Kern.

    Für das Durchhärten stehen dabei 3 Wärmebehandlungsverfahren in unterschiedlichen Medien zur Verfügung:

    • Das Durchhärten im Vakuumofen
    • Durchhärten in Schutzgas
    • Durchhärten im Salzbad

    Die Verfahrenswahl wird beim Durchhärten durch die Werkstückgröße und dass Chargen-Gewicht bestimmt.


  • EdelstahlÖffnen oder Schließen

    Edelstahl, auch bekannt als nichtrostender Stahl, ist eine Eisenlegierung, die sich durch ihren erhöhten Widerstand gegen Korrosion, Oxidation und Verschleiß auszeichnet. Diese Eigenschaften verdankt Edelstahl hauptsächlich dem Zusatz von Chrom, welcher in einem Anteil von mindestens 10,5 Prozent vorhanden sein muss. Die Präsenz von Chrom führt zur Bildung einer unsichtbaren, passiven Chromoxid-Schicht an der Oberfläche des Metalls. Diese Schicht ist sehr dünn, selbstreparierend und schützt das Eisen vor weiterer Oxidation, was zur Korrosionsbeständigkeit des Stahls beiträgt.

    Weitere Elemente wie Nickel, Molybdän, Titan, Niob und Vanadium können ebenfalls zugefügt werden, um die Eigenschaften des Edelstahls zu verbessern. Diese Zusätze erhöhen beispielsweise die Formbarkeit, Festigkeit, Schweißbarkeit und Temperaturbeständigkeit des Stahls.

    Edelstahl wird in mehrere Gruppen eingeteilt, basierend auf ihrer Mikrostruktur und den spezifischen Elementen, die sie enthalten. Die häufigsten Typen sind:

    • Austenitischer Edelstahl: Enthält Nickel und Chrom und zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und hervorragende Formbarkeit aus. Er ist nicht magnetisch und behält seine Zähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen bei.
    • Ferritischer Edelstahl: Enthält hauptsächlich Chrom und hat eine ferritische Mikrostruktur. Er ist magnetisch und weist eine gute Oxidationsbeständigkeit auf, ist jedoch weniger formbar als austenitischer Stahl.
    • Martensitischer Edelstahl: Enthält Chrom und geringere Mengen Nickel. Er ist hart und hat eine hohe Festigkeit, ist aber weniger korrosionsbeständig. Seine Eigenschaften können durch Wärmebehandlung verändert werden.
    • Duplex-Edelstahl: Kombiniert die Eigenschaften von austenitischem und ferritischem Edelstahl. Er bietet eine höhere Festigkeit und eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, besonders gegenüber Spannungsrisskorrosion.

    Edelstahl wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter in der Architektur, im Automobilbau, in der Medizintechnik, in der Lebensmittelindustrie und in vielen anderen Bereichen, in denen die Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung ist.

    Härten von Edelstahl

    Der am häufigsten verwendete Härteprozess für Edelstahl ist das Abschrecken und Anlassen. Dabei wird der Stahl zuerst auf eine hohe Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt (Abschrecken), gefolgt von einem Anlassen bei niedrigerer Temperatur, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erzielen.

    Die genaue Kontrolle der Temperatur ist entscheidend, da eine ungleichmäßige Erwärmung oder Abkühlung zu Verzerrungen oder Rissen führen kann.

    Obwohl Edelstahl für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt ist, kann eine unsachgemäße Wärmebehandlung diese Eigenschaft beeinträchtigen. Es ist wichtig, Bedingungen zu vermeiden, die zu einer Verschlechterung der passivierenden Chromoxid-Schicht führen können.

    Die spezifischen mechanischen Eigenschaften, die für die Anwendung erforderlich sind, wie Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit, müssen sorgfältig berücksichtigt werden, um die entsprechenden Wärmebehandlungsparameter zu bestimmen.

    Das verwendete Abschreckmedium (Wasser, Öl, Luft etc.) beeinflusst die Abkühlgeschwindigkeit und damit die resultierenden mechanischen Eigenschaften des Stahls.


  • EinfachhärtenÖffnen oder Schließen

    Das Einfachhärten ist eine Art des Einsatzhärtens bei dem ein Werkstoff nach der Aufkohlung bei Temperaturen von 630 bis 650 Grad Celsius (AC1) in einem festen Medium in einer speziellen Abschreckvorrichtung auf Raum-Temperatur abgekühlt wird. Das Einfachhärten mit Zwischenglühen stellt eine besondere Variante dieses Verfahrens dar und wird dann angewendet, wenn aufgekohlte Stellen nachträglichen abgespant werden müssen. Das Zwischenglühen erleichtert dann das Abspanen.


  • EinhärtbarkeitÖffnen oder Schließen

    Der Begriff Einhärtbarkeit stammt aus der Gießereitechnik und beinhaltet eine maximal erreichbare Härtungstiefe sowie einen von der Einhärtungstiefe abhängige Härtung, die über dem Materialquerschnitt verläuft. Die Einhärtung bezieht sich bei einem Werkstoff auf einen bestimmten Tiefenbereich, der eine festgelegte Zone bis zum Rand betrifft. Grundsätzlich ist die Einhärtbarkeit ein wichtiger Parameter, welcher die Qualität von Stahl mitbestimmt und diesen dahin gehend kennzeichnet, dass die Härtung in einer spezifischen Materialtiefe erzielbar ist. 

    Die Einhärtbarkeit von Metallen kann durch den Einsatz von geeigneten Legierungen erhöht werden. Insbesondere Chrom, Molybdän und Nickel kommen bei Vergütungsstählen zur Anwendung, die eine erforderliche Durchhärtung benötigen. Diese ist die Voraussetzung für die Herstellung von Einsatz- und Nitrierstählen sowie von Stahlverarbeitungen, die auf das Tauch-, Flamm- und Induktionshärten vorbereitet werden sollen. Durch eine gezielte Umwandlung der Gefügestruktur kommt es zu einer Gewährleistung der Aufhärtbarkeit und der Einhärtbarkeit von Stahl. Einfluss nehmende Faktoren auf die Einhärtbarkeit von Stahl sind die vorliegenden Bemaßungen, die realisierbare Abkühlgeschwindigkeit und der Gehalt an Kohlenstoff im Atomgitter. Darüber hinaus können die Temperatur des Härtungsverfahrens sowie eine sogenannte Korngröße die Einhärtbarkeit mitbestimmen. Die Einhärtung von Stahl erfolgt als Wärmebehandlung. 


  • EntkohlungstiefeÖffnen oder Schließen

    Unter der Entkohlungstiefe versteht man den geografischen Punkt der Randschicht, der von der Oberfläche des Werkstückes senkrecht, die Position angibt, an dem der Kohlenstoffgehalt einem vorher definierten Grenzwert entspricht. 


  • ErholungsglühenÖffnen oder Schließen

    Das Erholungsglühen - auch Rekristallisationsglühen genannt - wird bei Temperaturen zwischen 400 und 930 Grad durchgeführt. Der Zweck des Erholungsglühens besteht darin, einem kalt- oder warmverformten Werkstück auf eine weitere Verformung vorzubereiten. Neben der Veränderung der Korngröße führt das Erholungsglühen auch zu einer Verbesserung der Zähigkeit des behandelten Materials.


  • EutektikÖffnen oder Schließen

    Die Eutektik ist ein Zustand, der in der Materialwissenschaft und Metallurgie verwendet wird, um das Verhalten von Legierungen bei der Erstarrung zu beschreiben. Wenn eine Legierung aus zwei oder mehr Komponenten besteht, kann die Mischung einen bestimmten thermischen Punkt erreichen, an dem sie eine niedrigere Schmelztemperatur aufweist als jede der reinen Komponenten für sich allein. Dieser Punkt wird als Eutektikum bezeichnet, und der damit verbundene Zustand wird als eutektischer Zustand bezeichnet. In diesem Zustand erstarrt die Legierung gleichzeitig und bildet eine einheitliche Mikrostruktur.

    Dieser Prozess ist bei eutektischen Legierungen chemisch definiert als sogenannter eutektischen Punkt, an dem sich Solidus- und Liquiduslinie berühren.

    Siehe auch: Übereutektik


  • Fallgewichtsversuch nach PelliniÖffnen oder Schließen

    Der Fallgewichtsversuch nach Pellini ist ein experimentelles Verfahren zur Bestimmung der Sprödbruchanfälligkeit von metallischen Werkstoffen, insbesondere von Stählen. Entwickelt von W. S. Pellini und seinen Mitarbeitern in den 1950er Jahren, zielt der Versuch darauf ab, die Übergangstemperatur zwischen sprödem und zähem Materialverhalten unter stoßartiger Belastung zu ermitteln.

    Das Grundprinzip des Versuchs besteht darin, eine genormte Probe eines Werkstoffes mittels eines Pendelschlagwerks oder eines Fallgewichts mit definierter Energie zu belasten. Die Probe, gewöhnlich in Form einer gekerbten oder unkerbten Charpy-V-Probe, wird dabei unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt, um das Verhalten des Materials bei verschiedenen thermischen Bedingungen zu untersuchen.

    Die Ergebnisse des Fallgewichtsversuchs nach Pellini werden genutzt, um die Sprödbruchübergangstemperatur (FATT, Fracture Appearance Transition Temperature) zu bestimmen. Diese Temperatur kennzeichnet den Punkt, an dem das Materialverhalten von überwiegend zähem zu überwiegend sprödem übergeht. Die FATT ist von wesentlicher Bedeutung für die Auslegung und Bewertung von Bauteilen, insbesondere in Anwendungen, bei denen die Gefahr eines Sprödbruchs besteht, wie beispielsweise im Schiffbau oder in der Petrochemie.

    Die Methodik des Fallgewichtsversuchs nach Pellini hat weitreichende Implikationen für die Materialwissenschaft und das Ingenieurwesen. Sie ermöglicht es, kritische Temperaturbereiche für die Verwendung bestimmter Werkstoffe zu definieren und liefert grundlegende Daten für die Entwicklung und Auswahl von Materialien, die unter extremen Bedingungen zuverlässig funktionieren müssen.


  • FaltversuchÖffnen oder Schließen

    Der Faltversuch, auch bekannt als Biege- oder Biegeversuch, ist eine Methode zur Prüfung der Materialeigenschaften, insbesondere der Duktilität und der Biegefestigkeit von Materialien. Dieser Versuch wird häufig in der Materialwissenschaft und im Ingenieurwesen verwendet, um zu beurteilen, wie sich ein Material unter Biegebelastungen verhält.

    Im Faltversuch wird ein Prüfstück (normalerweise ein Metallstab oder Blech) einer Biegebelastung ausgesetzt, bis es bricht oder eine bestimmte Verformung erreicht. Die Prüfung gibt Aufschluss darüber, wie weit das Material gebogen werden kann, bevor es bricht, und bietet somit wichtige Informationen über seine Duktilität (Verformbarkeit). Die Ergebnisse des Faltversuchs sind entscheidend für Anwendungen, bei denen Materialien regelmäßigen Biegungen oder Verformungen unterworfen sind.

    Der Faltversuch findet Verwendung in verschiedenen Bereichen, darunter:

    • Metallurgie und Werkstofftechnik: Zur Beurteilung der Eigenschaften von Metallen und Legierungen. Qualitätskontrolle in der Fertigung: Um sicherzustellen, dass die verwendeten Materialien den Spezifikationen entsprechen.
    • Forschung und Entwicklung: Für die Entwicklung neuer Materialien und die Verbesserung bestehender Materialien.
    • Bauwesen: Zur Überprüfung der Eignung von Baustoffen, insbesondere von Stahl und anderen Metallen.

    Der Faltversuch hilft dabei, sicherzustellen, dass Materialien die nötige Flexibilität und Festigkeit aufweisen, um in verschiedenen Anwendungen und unter verschiedenen Belastungen zuverlässig zu funktionieren.


  • FATTÖffnen oder Schließen

    FATT is die Abkürzung für Fracture Appearance Transition Temperature. FATT beschreibt eine kritische Temperaturgrenze in der Charakterisierung von Werkstoffen, insbesondere von Metallen und Legierungen. Sie bezeichnet die Temperatur, bei der das Bruchverhalten eines Materials einen signifikanten Übergang von überwiegend zähem zu überwiegend sprödem Verhalten zeigt. Dieser Übergang ist besonders relevant für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Sicherheit von Werkstoffen unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

    Einige Schlüsselpunkte zum Verständnis der FATT:

    • Bruchverhalten von Materialien: Metalle können unter Belastung entweder ein zähes oder ein sprödes Bruchverhalten aufweisen. Zähes Bruchverhalten ist durch eine erhebliche plastische Verformung vor dem Bruch gekennzeichnet, während bei sprödem Bruch kaum plastische Verformung auftritt.
    • Temperaturabhängigkeit: Das Bruchverhalten von Materialien ist stark temperaturabhängig. Bei niedrigeren Temperaturen neigen viele Metalle und Legierungen eher zu sprödem Verhalten, während sie bei höheren Temperaturen zäheres Verhalten zeigen.
    • Bestimmung der FATT: Die FATT wird üblicherweise durch experimentelle Tests wie den Charpy-V-Kerbschlagbiegeversuch oder den Fallgewichtsversuch nach Pellini bestimmt. Diese Tests messen die Energieaufnahme oder die Bruchcharakteristik einer Probe bei verschiedenen Temperaturen.
    • Anwendung in der Praxis: Die Kenntnis der FATT eines Materials ist entscheidend für dessen Anwendung, insbesondere in sicherheitskritischen Bereichen wie dem Bau von Druckbehältern, Brücken, Schiffen und Pipelines. Ein Material, das bei Betriebstemperaturen nahe oder unter seiner FATT eingesetzt wird, könnte ein erhöhtes Risiko für sprödes Versagen aufweisen.
    • Einflussfaktoren auf die FATT: Verschiedene Faktoren wie die chemische Zusammensetzung des Materials, die Wärmebehandlung, die Art und Größe der inneren Fehlstellen sowie die mechanische Vorbelastung können die FATT beeinflussen.

    FATT ist ein wichtiger Parameter für die Werkstoffauswahl und das Design von Bauteilen, da sie hilft, die Risiken eines spröden Versagens unter Betriebsbedingungen zu minimieren.


  • FederstahlÖffnen oder Schließen

    Federstahl, auch als Federdraht oder Federband bekannt, ist ein Stahl, der eine hohe Elastizität und Festigkeit aufweist und sich daher für jedwede Federanwendung eignet. Federstahl besteht in der Regel aus einer Eisen-Kohlenstoff Legierung, aber oft auch andere Legierungselemente wie Silizium, Mangan, Chrom und Nickel enthält. Diese Legierungsbestandteile verleihen dem Stahl seine charakteristischen mechanischen Eigenschaften.

    Zur Anwendung kommt Federstahl überall dort, wo elastische Verformungen wiederholt werden und eine Rückkehr auf eine ursprüngliche Form nötig sind.

    Gängige Anwendungen von Federstahl:

    • Federstahl wird in Automobilen, Lastwagen und Schienenfahrzeugen für verschiedene Arten von Federn verwendet, beispielsweise Blattfedern, Spiralfedern und Gasdruckfedern. Diese Federn sorgen für die Stoßdämpfung und unterstützen das Fahrzeuggewicht.
    • In der Industrie werden Federstähle für zahlreiche Anwendungen eingesetzt, wie z.B. in Förderanlagen, Maschinenbau und in verschiedenen Vorrichtungen, die elastische Bewegungen erfordern.
    • Federstahl ist ein Schlüsselmaterial in mechanischen Uhren, insbesondere in der Unruhfeder, die die Taktung und Genauigkeit der Uhr steuert.
    • Federstahl wird in elektronischen Kontakten und Verbindern verwendet, um eine zuverlässige elektrische Verbindung sicherzustellen.
    • In Schlössern und Schlüsseln werden oft Federstahlkomponenten verwendet, um die Schließmechanismen zu betätigen.

    Federstahl gibt es in verschiedenen Formen, einschließlich Draht, Blatt oder Band, je nach den Anforderungen der spezifischen Anwendung. Er zeichnet sich durch seine hohe Elastizität, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung aus, was ihn ideal für Aufgaben macht, bei denen wiederholte Verformungen und eine schnelle Rückkehr zur ursprünglichen Form erforderlich sind.


  • FunkenprobeÖffnen oder Schließen

    Die Funkenprobe ist eine historische Methode zur Identifizierung von Metallen anhand ihrer Funken. Diese Methode wurde in der Metallurgie und bei der Untersuchung von Metallen und Legierungen angewendet, um festzustellen, aus welchem Material ein unbekanntes Stück besteht.

    Die Funkenprobe funktioniert aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen von Metallen und Legierungen. Wenn ein Metall durch Reibung oder einen Funken erzeugenden Prozess erhitzt wird, erzeugt es Funken mit charakteristischen Farben und Formen. Diese Erscheinungen sind das Ergebnis von ionisierten Gasen in der Funkenplume, die aufgrund der unterschiedlichen Elemente in der Probe unterschiedliche Farben aufweisen.

    Die Funkenprobe wurde oft von Metallurgen und Schmieden verwendet, um Metalle wie Eisen, Stahl, Aluminium, Kupfer und andere zu identifizieren. Anhand der Farbe, der Dauer und anderer Eigenschaften der Funken konnten sie auf das Material schließen.

    Die Funkenprobe ist in der modernen Materialwissenschaft weitgehend durch präzisere und wissenschaftlichere Analysemethoden wie Röntgenspektroskopie, Massenspektrometrie und spektrale Analyse ersetzt wurde. Diese modernen Techniken bieten eine genauere und zuverlässigere Identifizierung von Metallen und Legierungen. Die Funkenprobe hat historische Bedeutung, ist aber in der heutigen Zeit eher von akademischem Interesse als in der industriellen Anwendung.


  • GalvanisierenÖffnen oder Schließen

    Das Galvanisieren ist eine Art der Oberflächenveredlung bzw. der Oberflächenbeschichtung. Dabei werden mit einer elektrochemischen Abscheidung Überzüge auf metallischen Werkstücken erzeugt. Die Werkstücke werden dazu in ein elektrolytisches Bad getaucht durch das Gleichstrom fließt. Die im elektrolytischen Bad gelösten Metallionen (Kupfer, Zink, ...) lagern sich durch Reduktion auf dem Werkstück ab und erzeugen so eine Oberflächenbeschichtung. Hierbei wird in der regel das Ziele verfolgt wird, dem Werkstück eine gute Korrosionsbeständig zu verleihen. Das Galvanisieren kommt auch bei der Verzierung/Veredlung von Metallen mit Gold oder anderen Edelmetallen zum Einsatz.


  • Gamma-EisenÖffnen oder Schließen

    Gamma-Eisen ist eine Bezeichnung für eine der drei Hauptphasen von Eisen bezogen auf seine Kristallstruktur in unterschiedlichen Temperatur- und Druckbereichen. Die anderen beiden Hauptphasen sind Alpha-Eisen und Delta-Eisen.

    Gamma-Eisen, auch bekannt als Austenit, hat eine kubisch-flächenzentrierte (kfz) Kristallstruktur. Diese Phase tritt bei höheren Temperaturen auf, normalerweise oberhalb von etwa 912 Grad Celsius (1.674 Grad Fahrenheit). Bei Raumtemperatur und darunter tritt Alpha-Eisen auf, das eine kubisch-raumzentrierte (krz) Kristallstruktur aufweist. Delta-Eisen, das eine hexagonale dichteste Kugelpackung (hdp) hat, tritt bei noch niedrigeren Temperaturen und höherem Druck auf.

    Gamma-Eisen ist für seine besonderen Eigenschaften bekannt, darunter eine erhöhte Duktilität und Zähigkeit im Vergleich zu Alpha-Eisen..

    Einsatzgebiete von Gamma-Eisen:

    • Rostfreier Stahl: Rostfreier Stahl, der in vielen Industrien wie der Lebensmittelverarbeitung, Chemie und im Bauwesen verwendet wird, enthält oft Gamma-Eisen. Diese Legierung bietet hervorragende Korrosionsbeständigkeit und eine glänzende Oberfläche.
    • Hitzebeständige Legierungen: Gamma-Eisen ist in Legierungen für Hochtemperaturanwendungen enthalten, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt und der Energieerzeugung. Diese Legierungen sind beständig gegenüber hohen Temperaturen und Oxidation.
    • Schmuck und Uhren: In der Schmuckherstellung wird rostfreier Stahl aufgrund seiner Glanz- und Korrosionsbeständigkeit oft für Schmuckstücke verwendet. Uhrengehäuse und -armbänder bestehen ebenfalls oft aus rostfreiem Stahl.
    • Medizintechnik: Rostfreier Stahl mit Gamma-Eisen findet Anwendung in der Medizintechnik, z.B. für chirurgische Instrumente und Implantate, aufgrund seiner Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit.
    • Automobilindustrie: Gamma-Eisen wird in einigen Autoteilen verwendet, wie etwa Auspuffanlagen, aufgrund seiner Hitzebeständigkeit und Festigkeit.
    • Lebensmittelverarbeitung: Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit wird Gamma-Eisen in Anlagen und für Werkzeuge für die Lebensmittelverarbeitung verwendet, um Lebensmittelhygiene und -sicherheit zu gewährleisten.
    • Chemische Industrie: In der chemischen Industrie kommt rostfreier Stahl mit Gamma-Eisen in Behältern, Rohren und Apparaten zum Einsatz, da er gegenüber aggressiven chemischen Substanzen beständig ist.
    • Bauwesen: Rostfreier Stahl wird im Bauwesen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise für Geländer, Treppen, Fassadenverkleidungen und andere architektonische Elemente.
    • Energieerzeugung: In der Energieerzeugung wird Gamma-Eisen in Turbinen und Wärmetauschern eingesetzt, da es hohen Temperaturen und Drücken standhält.

  • GefügeÖffnen oder Schließen

    Ein Gefüge im Bereich der Werkstoffkunde beschreibt den Aufbau und die Beschaffenheit der Einzelteile des Gesamten auf mikroskopischer Ebene. Das Gefüge ist ein charakteristisches Eigenmerkmal jeder kristallinen Gesamtmenge und wird durch den (Gitter-) Aufbau, die Element, der Lage und der Anordnung bestimmt. Die Gefügeeigenschaften geben Auskunft über die Zusammensetzung, die Festigkeit und den Zustand eines Werkstoffes.

    In der Metallurgie unterscheidet man zwischen Primärgefüge und Sekundärgefüge. Das Primärgefüge entsteht bei dem Abkühlen eines Werkstückes nach der Schmelze, indem die Kristalle gegeneinander wachsen. Das Sekundärgefüge entsteht unfreiwillig in Form kleiner Körner aufgrund von Restwärme nach dem Schmelzvorgang


  • GlühenÖffnen oder Schließen

    Das Glühen beschreibt die Wärmebehandlung eines Werkstückes, welche in mindestens 3 Phasen unterteilt ist: 
    Das Aufwärmen (1.Phase) erwärmt das zu behandelnde Material auf die gewünschte Haltetemperatur. 
    Die Haltetemperatur (2.Phase / Haltephase) ist zum einen vom gewünschten Ergebnis der zu erzielenden Materialeigenschaft, aber auch von der Werkstoffgeometrie abhängig. Die Anordnung der Bauteile in der Anlage hat hierbei zusätzlichen Einfluss auf die Haltetemperatur und Haltezeit. 
    In der 3.Phase (Abkühlphase) wird das behandelte Werkstück auf die Umgebungstemperatur herunter gekühlt. 

    Die Geschwindigkeit in der das Werkstück aufgewärmt und/oder abgekühlt wird nimmt ebenfalls Einfluss auf das Ergebnis und damit auf die zu erzielende  Materialeigenschaft.

    Je nach gewünschter Materialeigenschaft, unterscheidet man nach verschiedenen Methoden des Glühens:

    • Weichglühen
    • Spannungsarmglühen
    • Normalglühen
    • Grobkornglühen
    • Rekristallisationsglühen
    • Diffusionsglühen
    • Anlassen

  • Öffnen oder Schließen

    Unter grünem Wasserstoff versteht man Wasserstoff, der mithilfe Elektrolyseuren durch Wasserspaltung hergestellt wird. Die für den Prozess der Elektrolyse notwendige Energie stammt bei grünem Wasserstoff ausschließlich aus regenerativen, erneuerbaren Energiequellen (Windenergie oder Sonnenenergie). Damit gilt die grüne Wasserstoffgewinnung als klimaneutral, nachhaltig und umweltschonend und als Substitut für fossile Energieträger wie Kohle, Erdöl oder Erdgas. Mit Wasserstoff wird so eine speicherbare Sekundärenergie gewonnen mit der eine zeitliche und örtliche Entkopplung zwischen Erzeugung und Verbrauch erreicht werden kann. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern entsteht bei dem Verbrauch von Wasserstoff kein klimaschädliches CO2.

    Zukünftig Einsatzbereiche von grünem Wasserstoff:

    • Düngemittel
    • Hydrierung
    • Methanol
    • Hydrocracking
    • Entschweflung
    • Schifffahrt
    • Mobile Maschinen
    • Stahlherstellung und Verarbeitung
    • Langfrist Stromspeicher

     


  • HärtegradÖffnen oder Schließen

    Der Härtegrad beurteilt die Härte einer Oberfläche oder einer Beschichtung und bestimmt damit das Verschleißverhalten eines Werkstückes. Allgemein bezeichnet die Härte den mechanische Widerstand, den ein Werkstoff dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt. Dabei definiert der Härtegrad nicht nur die mechanische Widerstandsfähigkeit gegenüber härteren Materialien, sondern auch gegenüber weicheren oder gleich harten Werkstoffen.

    Zur Bestimmung des Härtegrades wurden verschieden Messverfahren entwickelt. Der allgemeine Standard zur Ermittlung des Härtegrades in Härterein ist die Härteprüfung nach Rockwell. Als Ergebnis liefert die Härteprüfung nach Rockwell HRC Werte - je höher der HRC ist, desto härter ist der Stahl. Bei der Härteprüfung nach Rockwell wird abgerundeter Diamantkegel in einem Winkel von einem 120° zwei mal(Vorkraft mit 98,07 Newton und Hauptkraft mit 1372,93 Newton) in den Prüfling gepresst. Der Druck wird für einige Sekunden gehalten und die Eindringtiefe e gemessen. Der Härtegrad wird dann mittels der Formel: HRC = (0,2 - e)500 sprich: [(0,2 minus bleibende Eindringtiefe) mal 500] berechnet.

    Weitere bekannte Messverfahren zur Bestimmung des Härtegrades sind die Härteprüfung nach Brinell und Vickers.

    Der Härtegrad ist von von der Festigkeit abzugrenzen. Die Festigkeit definiert die Widerstandsfähigkeit von Materialien gegenüber Verformung und Trennung.


  • HärtenÖffnen oder Schließen

    Das Härten eines Werkstoffes führt zu einer besseren Widerstandsfähigkeit des Werkstoffs, durch Umwandlung des Gefüges. Um die Festigkeit eines Werkstoffes zu erhöhen kann man drei verschiedene Methoden anwenden.

    Umwandlungshärtung

    Die Umwandlungshärtung ist eine Wärmebehandlung, bei der der Werkstoff auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird und sich Austenit oder Martensit bildet (siehe Austenitisieren und Martensit).

    Ausscheidungshärtung

    Die Ausscheidungshärtung ist wie die Umwandlungshärtung eine Wärmebehandlung eines Werkstoffs. Durch die Ausscheidungshärtung wird ein Werkstoff so erwärmt, das sich beim Abschrecken Fremdatome vom Stoff trennen.

    Kaltverfestigung

    Von Kaltverfestigung spricht man, wenn es zu einer Erhöhung der Versetzungsdichte im Gefüge des Werkstoffs kommt.


  • Härteprüfung, HärteprüfverfahrenÖffnen oder Schließen

    Mit der Härteprüfung werden bestimmte die Materialeigenschaften nach dem Härten geprüft. Die Prüflinge werden dazu nach speziellen, genormten Verfahren auf ihre Festigkeit, Zähigkeit und/oder Verschleißfestigkeit im Labor geprüft. In der allgemeinen Fachliteratur wird die Härteprüfung als "eine Prüfung zum Bestimmen des Widerstands, den ein Werkstoff der dauerhaften Verformung durch Eindringen eines härteren Eindringkörpers entgegensetzt wird" beschrieben. Die Härte eines Werkstoffes gehört nicht zu dessen Grundeigenschaften und es bedarf zur Beurteilung der Härte einen quantitativen Wert in Bezug zu Folgenden zu setzen:

    • die anliegende Kraft am Eindringkörper 
    • ein Last-Zeit-Profil inklusive der Lasteinwirkdauerdie
    • Form des Eindringkörpers

    Die Härteprüfung wird, je nach Material, Werkstückgröße und geometrischer Komplexität nach folgenden Härteprüfverfahren ermittelt:

    • Härteprüfverfahren nach Vickers
    • Härteprüfverfahren nach Rockwell
    • Härteprüfverfahren nach Brinell

  • HärtetiefeÖffnen oder Schließen

    Unter der Härtetiefe versteht man den Abstand, der senkrecht gemessen von der Oberfläche des behandelten Werkstückes, zu der Zone die dem gewünschten Härtegrad entspricht. Um die Härtetiefe zu ermitteln, wird der Prüfling in der Regel im Labor mittels Härteprüfmaschinen analysiert. Der große Vorteil in der Bestimmung der Härtetiefe mit Hilfe von Härteprüfmaschinen ( im Gegensatz zu manuellen Prüfungen) liegt in der zerstörungsfreien Erhaltung des Prüflings - die manuelle Ermittlung der Härtetiefe zerstört den Prüfling. Weitere Vorteile der Härteprüfmaschinen sind die verbesserte Genauigkeit der Messung und der geringere Aufwand an Zeit und Kosten.


  • Härtung durch AbschreckungÖffnen oder Schließen

    Dieses Härteverfahren beruht auf dem schnellen Herabsetzen der Materialtemperaturen in Stahl. Nicht alle Stahlsorten können für das Härten durch Abschrecken eingesetzt werden. Der Werkstoff muss einen Anteil von Kohlenstoff von mindestens 0,35 % aufweisen. 

    Ein wichtiger Parameter, der während dieses Prozesses beobachtet und kontrolliert werden muss, ist die kritische Abkühlgeschwindigkeit. Diese kann die Härtungsqualität ganz enorm beeinflussen. 

    Die hoch erhitzen Stahlarten gelangen in kaltes Wasser, welches mit verschiedenen Beigaben angereichert ist. Diese tragen dazu bei, dass eine abgewandelte Oberflächenspannung des Wassers entsteht um verschiedene negative Nebenwirkungen beim Einleiten zu vermeiden.

    Neben Wasser werden auch Abkühlmedien wie spezielle mit Salz angereicherte Wasserbäder, kalte Luft oder sogenannte Polymerlösungen genutzt. Für Spezialanwendungen kommen ebenso beider Härtung durch Abschrecken weitere Gase wie Stickstoff oder Argon sowie das ein luftleerer Raum in Frage. Im Gegensatz dazu kann das Härten von Stahl ohne zusätzliche Härtungsmedien vorgenommen werden. Als Alternative eignet sich die Einwirkung von Laserstrahlen oder elektronengestützten Strahlen auf den Werkstoff, um einem Härtung zu erzielen. 

    Grundsätzlich erfolgt die Härtung durch Abschrecken erst nach dem Durchlaufen der Erhitzung, bis der Werkstoff eine grundlegende Härtungstemperatur besitzt. Nun erst erfolgt das Eintauchen des Materials. Dem Abschrecken folgen das Anlassen und ein anschließendes Abkühlen an der Umgebungsluft. 


  • Hochwarmfester StahlÖffnen oder Schließen

    Hochwarmfester Stähle wird im industriellen Umfeld überall dort benötigt, wo Stahl extremen thermomechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Hochwarmfester Stahl weist dabei eine hohe Festigkeit in großen und schwankenden Temperaturbereichen auf. Hochwarmfester Stähle können in einem korrosiven Umfeld Temperaturen bis zu 800 Grad Celsius lange standhalten.


  • IF Stahl - Interstitial Free StahlÖffnen oder Schließen

    IF-Stahl (Interstitial Free) ist eine Stahlsorte, die hochgradig duktil ist und sich durch eine eine gute Verformbarkeit ausszeichnet. IF Stahl ist kohlenstoffarm, denn bei der Herstellung von IF Stahl werden interstitielle Elemente wie Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff entfernt, da diese Sprödigkeit verursachen und dadurch die Formbarkeit verringern.

    Der Begriff „Interstitial“ bezieht sich auf die Zwischenräume innerhalb der Metallgitterstruktur der Eisenatomene, in denen andere Elemente engelagert werden können. Durch das Entfernen dieser Zwischenelemente hat IF-Stahl eine gleichmäßigere und konsistentere Struktur, wodurch sich die Formbarkeit, bei gleichzeitig höher Reißfestigkeit, deutlich erhöht.

    IF-Stahl wird aufgrund seiner hervorragenden Formbarkeit, Schweißbarkeit und hohen Festigkeit in der Automobilindustrie häufig für den Karosseriebau und für Strukturbauteile verwendet. IF-Stahl findet auch bei der Herstellung von Werkzeugen und Alltags-Produkten eine breite Verwendung. Er kommt überwiegend dort zum Einsatz wo eine hohe Formbarkeit und eine glatte Oberflächenbeschaffenheit erforderlich ist.


  • InduktivhärtenÖffnen oder Schließen

    Das Induktiv- oder Induktionshärten ist eine klassische Härtungsprozedur, die bei Werkstücken mit ausgefallenen und komplizierten Gestaltungen effizient ist. Dies ist in der Regel in solchen Branchen der Fall, in denen Werkzeuge angefertigt werden und bei denen die Materialien eine große Härte aufweisen müssen. 

    Beim Induktionshärten wird nicht das gesamte Werkstück zur Erhitzung gebracht wie beim herkömmlichen Härten, wobei sich diese leicht verziehen konnte. Das Induktivhärten basiert auf der Aufheizung von solchen Zonen am Werkstück, die erfahrungsgemäß einem hohen Verschleiß unterliegen. Nach dem Erhitzen erfolgt ein abruptes Abkühlen dieses Bereichs und ein sogenannter Verzug wird damit verringert. Nach diesem Vorgang wird die Aushärtung der Randschicht vollzogen. 

    Für das Induktivhärten können nur speziell ausgerüstete Maschinen eingesetzt werden. Diese sind mit einer enorm leistungsfähigen Energiequelle ausgerüstet, die als Hoch- oder Mittelfrequenzumrichter bezeichnet wird. Das Induktivhärten wird durch elektrischen Strom gewährleistet und kann gegenwärtig auf CNC gesteuerten Werkzeugmaschinen durchgeführt werden. Diese leiten die Energie lediglich in die randnahen Bereiche, um diese einer Härtung zu unterziehen. Die Grundlage dafür stellt ein Induktor aus Kupfer dar. Dieser leitet ein magnetisches Feld aus der genannten Energiequelle zum Werkstoff, ohne dieses zu berühren. Aufgrund der großen Hitzeentwicklung wird der Induktor beständig gekühlt. Die Hitze führt zu einer Aufheizung des Werkstückes in dem Bereich, in dem der Induktor entlang gleitet. Der Abstand zum Werkstoff bewegt sich im Limit weniger Millimeter. Gearbeitet wird mit Temperaturen zwischen 820 °C bis 1.050 °C.

    Das Induktions- oder Induktivhärten ist eine Technologie, die wie auch andere Härtungsverfahren automatisiert werden kann. Diese Spezialtechnologie kann vorwiegend auch bei schwer zu härtenden Materialien durchgeführt werden kann und optimale Härtungsresultate erzielt.


  • InertgaseÖffnen oder Schließen

    Inertgase, auch als Edelgas bekannt, bezeichnen eine Gruppe chemischer Elemente, die sich im Allgemeinen durch eine sehr geringe Reaktivität mit anderen Stoffen auszeichnen. Zu den Inertgasen gehören Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Krypton (Kr), Xenon (Xe) und Radon (Rn), die die VIII Spalte (auch bekannt als Gruppe 0 oder Edelgase) des Periodensystems bilden.

    Diese Elemente werden als „inert“ oder „edel“ bezeichnet, da sie nur schwer mit anderen Elementen oder Verbindungen reagieren. Inertgase sind aufgrund ihres Aufbaus, der eine vollständige äußere Elektronenhülle aufweist, für ihre stabile, unreaktive Natur bekannt. Dieser Aufba erschwert es den Inertgasen, chemische Bindungen mit anderen Elementen einzugehen, weshalb sie häufig als Schutzgas in industriellen Prozessen (auch in der Härterei) verwendet werden, um chemische Reaktionen zu verhindern oder eine stabile Atmosphäre in kontrollierten Umgebungen herzustellen.

    Bei der Stahlherstellung haben die Eigenschaften der Inertgase einen hohen Nutzwert. Sie verhindern bei der Stahlschmelze die ungewünschte Oxidation oder finden Verwendung als Fördergas in der Sekundärmetallurgie.


  • Öffnen oder Schließen

    Die ISO 14000-Normenfamilie bildet eine Reihe von Standards im Bezug auf das Umweltmanagement, welche Unternehmen und Organisationen dabei unterstützt, die negative Auswirkungen ihrer Betriebsabläufe und Prozesse auf die Umwelt zu minimieren. Gemeint sind hierbei alle nachteilige Veränderungen von Luft, Wasser oder Land die durch betriebliche Prozesse verursacht werden. Die ISO 14000-Normenfamilie verpflichtete zertifiziert Unternehmen sich an die geltende Gesetze, Vorschriften und andere umweltorientierte Anforderungen zu halten und ihre innerbetrieblichen Abläufe im Bezug zur Umweltverträglichkeit kontinuierlich zu optimieren.

    Die ISO 14000-Normenfamilie wird vom ISO Technical Committee ISO/TC 207 und seinen verschiedenen Unterausschüssen entwickelt.


  • Öffnen oder Schließen

    ISO 14001 definiert Kriterien für ein betriebliches Umweltmanagementsystem, auch EMS genannt (Environmental management system). Der ISO 14001 Standard skizziert einen Rahmen in Form von Richtlinien, der einem Unternehmen ein konkretes Instrument zur Etablierung eines Umweltmanagementsystems (UMS) an die Hand geben.

    Jedes Unternehmen ist aufgefordert einen Beitrag zur Bewahrung der Natur und zum Erreichen der Klimaziele zu leisten. Der ISO 14001 Standard hilft Unternehmen dabei ihre Ressourceneffizienz zu verbessern, Industriemüll zu reduzieren und Kosten zu senken. ISO 14001 lässt sich auch in andere Managementfunktionen integrieren und unterstützt Unternehmen dabei, ihre ökologischen und ökonomischen Ziele zu erreichen und die Umweltauswirkungen messbar zu verbessern.


  • KaltarbeitsstahlÖffnen oder Schließen

    Der Kaltarbeitsstahl ist eine eine Kategorie von Werkzeugstählen, die speziell für Anwendungen konzipiert sind, bei denen die Arbeitsbedingungen keine signifikante Erwärmung des Werkzeugs über die Raumtemperatur hinaus verursachen. Diese Stähle zeichnen sich durch ihre hohe Verschleißfestigkeit, ausreichende Zähigkeit und in einigen Fällen durch ihre Fähigkeit zur Erhaltung einer scharfen Schneidkante aus.

    Produktion von Kaltarbeitsstahl
    • Legierungszusammensetzung: Kaltarbeitsstähle enthalten typischerweise hohe Gehalte an Kohlenstoff und Chrom, was zur Bildung von harten Karbiden im Stahl führt, die für die hohe Verschleißfestigkeit verantwortlich sind. Zusätze wie Molybdän, Vanadium und Wolfram können auch hinzugefügt werden, um die Härte und Wärmebeständigkeit weiter zu verbessern.
    • Schmelzen und Gießen: Der Stahl wird in einem Elektroofen oder im Vakuum geschmolzen, um eine hohe Reinheit und gleichmäßige Legierungszusammensetzung zu gewährleisten. Das geschmolzene Metall wird dann in Formen gegossen, um Ingots oder Vorblöcke zu bilden.
    • Warmwalzen oder Schmieden: Diese Prozessschritte werden eingesetzt, um die Ingots oder Vorblöcke in die gewünschte Form und Größe zu bringen, wobei die Mikrostruktur des Stahls verfeinert und seine mechanischen Eigenschaften verbessert werden.
    • Wärmebehandlung: Eine entscheidende Phase in der Herstellung von Kaltarbeitsstahl. Dies umfasst das Härten (Erhitzen auf hohe Temperaturen gefolgt von Abschrecken) und das Anlassen (Erhitzen auf niedrigere Temperaturen, um die gewünschte Balance zwischen Härte und Zähigkeit zu erreichen).
    • Oberflächenbehandlung: Manchmal werden Oberflächenbehandlungen wie Nitrieren angewendet, um die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit zu erhöhen.
    Einsatzgebiete von Kaltarbeitsstahl

    Kaltarbeitsstähle finden breite Anwendung in der Fertigungsindustrie, insbesondere in Bereichen, wo hohe Verschleißfestigkeit und Zähigkeit bei Raumtemperatur erforderlich sind. Typische Anwendungen umfassen:

    • Schneidwerkzeuge: Wie Stanz- und Schnittwerkzeuge, die in der Blechbearbeitung verwendet werden.
    • Formenbau: Für die Herstellung von Formen in der Kunststoff- und Aluminiumverarbeitung.
    • Messwerkzeuge: Wo Präzision und Verschleißfestigkeit entscheidend sind.
    • Kaltwalzwerkzeuge: Einsatz in der Kaltwalzindustrie, wo hohe Verschleißfestigkeit unter nicht-erhitzten Bedingungen erforderlich ist.

  • KaltphosphatierenÖffnen oder Schließen

    Kaltphosphatieren, auch bekannt als Kaltphosphatierungsverfahren, bezeichnet eine chemische Behandlungsmethode, die hauptsächlich zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Haftung von Beschichtungen auf Metalloberflächen eingesetzt wird. Dieses Verfahren unterscheidet sich von traditionellen Phosphatierungsprozessen durch die Anwendungstemperatur, die bei Raumtemperatur oder bei nur geringfügig erhöhten Temperaturen liegt, im Gegensatz zu den heißeren Temperaturen, die bei anderen Phosphatierungsverfahren verwendet werden.

    Das Kaltphosphatieren erfolgt durch die Einwirkung einer phosphorsäurehaltigen Lösung auf die Metalloberfläche. Diese Lösung enthält typischerweise Phosphate von Zink, Mangan oder Eisen sowie verschiedene Beschleuniger und Additive, die die Reaktion fördern und die Qualität der erzeugten Phosphatschicht verbessern.

    Während des Prozesses reagiert die Phosphorsäure mit der Metalloberfläche, was zur Bildung einer dünnen Schicht von Metallphosphaten führt. Diese Schicht dient als eine Art Schutzbarriere, die die Metallbasis vor Korrosion schützt. Darüber hinaus bietet sie eine raue Oberfläche, die eine bessere Haftung für nachfolgende Beschichtungen wie Farben oder Lacke ermöglicht.

    Der Hauptvorteil des Kaltphosphatierungsverfahrens gegenüber anderen Phosphatierungsverfahren ist die niedrigere Prozesstemperatur, die Energieeinsparungen ermöglicht und die Behandlung wärmeempfindlicher Materialien erlaubt. Außerdem ist das Verfahren weniger komplex und kann leichter in bestehende Produktionslinien integriert werden. Allerdings kann die Korrosionsbeständigkeit der mit dem Kaltphosphatierungsverfahren behandelten Oberflächen im Vergleich zu denen, die mit herkömmlichen heißen Phosphatierungsverfahren behandelt wurden, geringer sein.

    Kaltphosphatieren findet breite Anwendung in verschiedenen Industriebereichen, insbesondere in der Automobil-, Elektronik- und Metallverarbeitungsindustrie, wo es als Vorbehandlungsschritt vor dem Lackieren oder anderen Oberflächenbehandlungen dient.


  • KaltverfestigungÖffnen oder Schließen

    Eine weitere Härtung vom Materialien ist die Kaltverfestigung. Diese basiert auf der Kaltverformung und dient zur inneren Verfestigung von Werkstoffen. 

    Nach dem Kaltverfestigen zeichnen sich die entsprechenden Werkstoffe durch eine höhere innerer Stabilität und Härte aus und sind wesentlich widerstandsfähiger gegenüber mechanischen Belastungen. In der Praxis hat sich die Kaltverfestigung im Rahmen effektiver härtender Verfahren bei der Herstellung von Legierungen aus Buntmetallen und Mischkristallen bewährt. Diese Härtungstechnik kann sowohl für die Härtung von Kunststoffen als auch von Metallen genutzt werden. Durch eine Änderung der Formgebung von Metallen oder Kunststoffen entsteht eine höhere Festigkeit und Härte. Diese wird durch die Schnelligkeit des Verformungsvorgangs und die speziellen Materialeigenschaften bestimmt. Erfolgt die Kaltverfestigung recht schnell, dann kann die Festigkeit in Hinsicht auf die Zugfestigkeit ebenso schnell erzielt werden. Die Kaltverfestigung besitzt im Rahmen der plastischen Verformbarkeit in der Gießereitechnik eine wichtige Bedeutung. Die Kaltverfestigung wird darüber hinaus in der Metall verarbeitenden Industrie im Zusammenhang mit dem Kaltwalzen oder Ziehen von Metallen durchgeführt und kann die Zähigkeit von Metallen verringern. 

    Das Kalthärtungsverfahren erfolgt unter niedrigen Temperaturen, sodass keine durch Hitzeeinwirkung ausgelöste Teilchendiffusionen stattfinden kann. Das Material nimmt Verformungsenergie auf und verfestigt sich dadurch. 


  • KohlenstoffäquivalentÖffnen oder Schließen

    Das Kohlenstoffäquivalent bezeichnet ein Maß zur Beurteilung der Schweißeignung. Die Schweißeignung umfasst neben dem Kohlenstoffgehalt noch andere Eigenschaften von umlegierten oder niedriglegierten Stählen. Diese Eigenschaften werden im Kohlenstoffäquivalent zusammengefasst, wobei ein Kohlenstoffäquivalent von maximal 0,45 Prozent dem Stahl eine gute Schweißeignung diagnostiziert. Ein Kohlenstoffäquivalent, der oberhalb von 0,65 Prozent liegt, weist eine nur sehr bedingte Schweißeignung auf, da die Gefahr von Martensitbildung, Aufhärtung, Versprödung oder Kalt- bzw. Härterissen hoch ist.

    Der Berechnung des Kohlenstoffäquivalents liegt kein allgemeingütiges Verfahren zugrunde - je nach Zweck werden unterschiedliche Verfahren zur Berechnung angewendet:

    • CEV (Carbon Equivalent Value)
    • CET (Carbon Equivalent Thyssen)
    • PCM (Critical Metal Parameter)

  • KolsterisierenÖffnen oder Schließen

    Als Kolsterisieren wird ein technisches Verfahre zur Härtung von Oberflächen bezeichnet. Das Kolsterisieren gilt aus diesem Grund auch als härtendes Veredelungsverfahren, welches durch das Einfügen von Kohlenstoffatomen in einen speziell beschaffenen Werkstoff erfolgt.

    Als Werkstoffe eigenen sich insbesondere sogenannte austenitische, korrosionsfreie Edelstahlsorten. Zu den austenitischen Stahlsorten gehören sogenannte nicht stabilisierte, stabilisierte und austenitische Stähle mit einem geringen Gehalt an Kohlenstoff. Diese Stahlsorten zeichnen sich bereits innerhalb der normalen Umgebung durch eine bessere Korrosionsbeständigkeit aus, die andere Stähle nicht aufweisen. Im Gegensatz dazu besitzen sie nur eine niedrige Härte und sind anfällig gegen Verschleiß und mechanischer Beanspruchung. Aufgrund der inneren Atomgittergefüge ist es nicht, möglich diese Stahlsorten durch Hitzeeinwirkung einer Härtung zu unterziehen. Als Alternative eignet sich das Kolsterisieren. Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass die hervorragenden nicht-rostenden Eigenschaften des Materials nicht beeinträchtigt werden. Beim Kolsterisieren wird eine Härtung durch ein Diffusionsverfahren erreicht. Der Werkstoff muss für dessen Realisierung nicht erhitzt werden und kann bereits ab einer Temperatur von 300 °C bearbeitet werden. 

    Die Bezeichnung Diffusionsverfahren kommt deshalb zum Tragen, weil Kohlenstoffatome in die bestehenden Zwischengitter eindiffundiert werden und diese verändern. Als Resultat dieser Reaktion erhöhen sich die Druckspannungen des Stahls. Dies stellt die Voraussetzung dafür dar, dass sich die Härte der Oberfläche erhöht. 

    Im Rahmen der praktischen Umsetzung kann das Kolsterisieren in unterschiedlichen Behandlungsvarianten vorgenommen werden und gewährleistet den Werkstoffen an den Randzonen eine wesentliche bessere Verschleißresistenz.

    Hinweis: 
    Dieser Artikel dient nur zu Informationszwecken. Das Kolsterisieren wird derzeit nicht bei uns im Hause durchgeführt.


  • KurzzeithärtenÖffnen oder Schließen

    Beim Kurzzeithärten erfolgt der Härteprozess mit sehr kurzem Austenitisieren mit entsprechend hohen Temperaturen. Das Härten des Werkstoffes erfolgt durch das sogenannte Selbstabschrecken (Wärmeabfluss in den kälteren Bereichen des Werkstückes). 


  • LangerzeugnisseÖffnen oder Schließen

    Unter dem Begriff Langerzeugnisse versteht man eine Kategorie von Stahlprodukten, die durch ihre verlängerte, stangen- oder stäbchenartige Form charakterisiert sind. Diese Definition umfasst eine Vielzahl von Produkten mit unterschiedlichen Querschnittsformen, wie rund, quadratisch, rechteckig oder auch komplexere Profile. Definiert sind Langerzeugnisse in der DIN EN 10079.

    Im Detail beinhalten Langerzeugnisse folgende Merkmale:

    • Form und Dimensionen: Sie sind in ihrer Länge signifikant größer als in ihrer Breite und Höhe. Die genauen Dimensionen können variieren, aber das Hauptmerkmal ist ihre verlängerte Form.
    • Herstellungsprozess: Langerzeugnisse werden typischerweise durch Walzen, Ziehen oder andere Formgebungsverfahren hergestellt. Der Prozess kann warm oder kalt erfolgen, abhängig vom Material und der erforderlichen Endspezifikation.
    • Produkttypen: Zu den Langerzeugnissen gehören beispielsweise Stabstahl, Walzdraht, Schienen, Träger (wie I-Träger, H-Träger), sowie verschiedene Arten von Profilstählen.
    • Anwendungsbereiche**: Diese Stahlerzeugnisse finden in einer Vielzahl von industriellen und baulichen Anwendungen Verwendung, wie im Bauwesen, in der Automobilindustrie, im Maschinen- und Anlagenbau sowie in vielen anderen Bereichen, wo strukturelle Integrität und Festigkeit erforderlich sind.

    Die DIN EN 10079 legt die terminologische Grundlage für die Klassifizierung und Beschreibung von Stahlprodukten fest, um eine einheitliche Kommunikation und Spezifikation in der Industrie zu gewährleisten. Langerzeugnisse sind ein wesentlicher Bestandteil dieser Klassifizierung und spielen eine zentrale Rolle in der metallverarbeitenden Industrie und in konstruktionsbezogenen Anwendungen.


  • LangzeitversprödungÖffnen oder Schließen

    Langzeitversprödung ist ein Begriff, der in verschiedenen technischen und wissenschaftlichen Kontexten verwendet wird, um das Phänomen der spröden Materialveränderung über einen längeren Zeitraum hinweg beschrieben.

    Die Langzeitversprödung bezieht sich auf die allmähliche Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften eines Materials über einen längeren Zeitraum, insbesondere der Zähigkeit. Diese Verschlechterung tritt in der Regel bei Materialien auf, die unter Spannung oder Belastung stehen und der Einwirkung von Umwelteinflüssen wie Temperatur, Feuchtigkeit, UV-Strahlung, chemischen Substanzen oder Ermüdung ausgesetzt sind.

    Die Ursachen der Langzeitversprödung können auf verschiedene Mechanismen zurückzuführen sein, darunter chemische Reaktionen, Diffusion von Atomen oder Molekülen im Material, Mikrorissbildung und Kriechen. Diese Mechanismen können zu einer schleichenden Degradation der Materialstruktur und der mechanischen Eigenschaften führen.

    Die Langzeitversprödung kann die Lebensdauer von Bauteilen und Materialien erheblich verkürzen. Dies kann besonders problematisch sein, wenn es um sicherheitskritische Anwendungen handelt, wie in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder der Energieerzeugung.

    Ein Beispiel für Langzeitversprödung ist die Spannungsrisskorrosion von Metallen, bei der die Kombination von Spannung und chemischer Korrosion über einen längeren Zeitraum zu Rissen im Material führt. Ein anderes Beispiel ist die Alterung von Kunststoffen, die mit der Zeit spröder werden können, was zu einem erhöhten Risiko von Brüchen und Versagen führt.

    Vermeidung und Prüfung der Langzeitversprödung: Um die Langzeitversprödung zu minimieren oder zu verhindern, müssen Materialien sorgfältig ausgewählt und regelmäßig überprüft werden. Dies kann die Verwendung von Materialien mit hoher Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, die Anwendung von Schutzbeschichtungen oder die regelmäßige Inspektion und Wartung von Bauteilen umfassen.


  • LaserstrahlhärtenÖffnen oder Schließen

    Das Laserstrahlhärten kommt vorzugsweise dann zum Einsatz, wenn ein sehr großes Werkstück (Turbinen, Motoren, etc.) partiell gehärtet werden sollen. Neben diesem Aspekt spielt aber auch die technischen Vorteile des Laserstrahlhärtens eine Rolle: soll das Werkstück, wie bei Motoren und Getrieben üblich, eine harte verschleisfeste Oberflächen und einen zähen Kern besitzen ist das Härten mit Hilfe von Laserstrahlen eine geeignete Wärmebehandlung.

    Die lokal begrenzte Wärmebehandlung erzeugt nur eine sehr geringe Wärmeeinbringung. Der Vorteil ist ein nacharbeitungsarmes Werkstück mit wenig Verzug. Die mechanischen Eigesnchaften und feinkörnige Umwandlungsstruktur, die durch die hohe Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit erreicht wird sind qualitativ sehr hochwertig und langlebig. Die Rissgefahr und die Gefahr des Abplatzens der Härteschicht ist minimal.

    Das Laserstrahlhärten zählt zu den Randschichthärteverfahren und ist für Öl und an Luft härtenden Stähle, sowie für perlitische Gusseisen geeignet. Die Vorteile des Laserstrahlhärtens liegen in der Wärmebehandlung von verschleißbeanspruchten Teilbereiche eines Werkstückes - ein lokal präzise begrenztes Härten ist so realisierbar. Der minimale Verzug, die kurzen Härtezeiten, das Härten von geometrisch Komplexen Strukturen und geringe Kontamination sind weitere Vorteile des Laserstrahlhärtens.


  • Legierter StahlÖffnen oder Schließen

    Man spricht von legiertem Stahl, wenn dem Stahl neben Kohlenstoff noch andere Elemente beigemischt wurden. Der Grund für das Legieren liegt in der Verbesserung der Stahleigenschaften begründet (bspw. Wärmeleitfäigkeit, Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit). Die bekanntesten Elemente für das Legieren von Stahl sind:

    • Nickel
    • Kupfer
    • Aluminium
    • Chrom
    • Mangan
    • Silizium
    • Nickel
    • Titan

    Je nach Anteil der Legierungselemente unterscheidet man zwischen hochlegiertem (5% bis zu 27%) und niedriglegiertem (1% bis 5%) Stahl.
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  • Öffnen oder Schließen

    Das Laser Powder Bed Fusion ist ein additives Fertigungsverfahren, dass mittels selektivem Strahlschmelzen die Querschnittfläche eines Bauteils aufschmelzt um ein ein dreidimensionales Bauteil zu fertigen. Die Geometrie des Bauteils wird durch das Aneinanderreihen mehrerer Schmelzspuren in einem Mikroschweißprozess erreicht, was jede jede gewünschte Bauteilgeometrie möglich macht. Das noch recht junge Verfahren ist derzeit noch recht  kosten- und zeitintensiv, was der Entwicklung reiner LPBF Bauteile derzeit noch entgegensteht. Mit hybriden Fertigungsprozessen können jedoch die Prozesszeiten und -kosten eingespart werden und das Reparieren von Bauteilen, ist mit LPBF heute schon eine gute Alternative zu anderen Verfahren.


  • MagnesitÖffnen oder Schließen

    Magnesit, chemisch als Magnesiumkarbonat (MgCO₃) bekannt, ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das als eine wichtige Quelle für Magnesium dient. Es kristallisiert im trigonalen Kristallsystem und ist oft farblos oder in verschiedenen Schattierungen von Weiß, Grau, Gelb, Grün oder Braun zu finden. Dieses Mineral ist charakterisiert durch seine relative Weichheit, seine spaltbaren Eigenschaften und seine Reaktion mit verdünnter Salzsäure unter Entwicklung von Kohlendioxid.

    Verwendung von Magnesit:
    • Rohstoff für Magnesiumgewinnung: Magnesit ist ein primärer Rohstoff für die Gewinnung von Magnesium durch thermische Reduktion oder elektrolytische Verfahren. Magnesium ist ein wichtiges Element in der Metallurgie, insbesondere bei der Herstellung von Aluminium-Magnesium-Legierungen.
    • Feuerfestes Material: Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit wird Magnesit in der Herstellung von feuerfesten Materialien verwendet, insbesondere in der Auskleidung von Hochöfen, Stahlkonvertern und Glasöfen. Gebrannter oder gesinterter Magnesit (Magnesia) ist dabei von besonderer Bedeutung.
    • Bauindustrie: In der Bauindustrie findet Magnesit als Bestandteil von Bodenbelägen, Isolationsmaterialien und als Bindemittel in bestimmten Zementarten Verwendung.
    • Landwirtschaft: Fein gemahlener Magnesit wird als Bodenverbesserer eingesetzt, um die Bodenazidität zu reduzieren und Magnesium für Pflanzen verfügbar zu machen.
    • Chemische Industrie: Magnesit ist ein Ausgangsstoff für die Herstellung verschiedener chemischer Verbindungen, einschließlich Magnesiumoxid (MgO), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) und anderer Magnesiumsalze.
    • Umwelttechnik: Magnesit wird in der Wasser- und Abgasreinigung eingesetzt, um Schadstoffe und saure Gase zu neutralisieren.

    Die vielfältigen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Magnesit, insbesondere seine Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen und seine Fähigkeit, sich in Magnesiumverbindungen umzuwandeln, machen es zu einem vielseitig einsetzbaren Mineral in verschiedenen industriellen und landwirtschaftlichen Anwendungen.


  • Magnetische PrüfverfahrenÖffnen oder Schließen

    Magnetische Prüfverfahren sind eine Gruppe von zerstörungsfreien Prüfverfahren, die verwendet werden, um Defekte oder Unregelmäßigkeiten in metallischen Materialien zu identifizieren, indem sie die magnetischen Eigenschaften dieser Materialien ausnutzen. Diese Verfahren sind besonders nützlich, um Risse, Porosität, Schweißfehler, Härteunterschiede und andere strukturelle Anomalien in Metallteilen zu erkennen, ohne das Material zu beschädigen. Es gibt verschiedene Arten von magnetischen Prüfverfahren, darunter:

    1. Magnetpulverprüfung (Magnetic Particle Testing, MT):
      Bei diesem Verfahren wird ein Magnetfeld erzeugt, indem ein elektrischer Strom durch das zu prüfende Bauteil fließt oder durch das Anbringen von Magneten an den Prüfling. Anschließend werden feine Eisenpartikel oder Magnetpulver auf die Oberfläche des Werkstück gestreut. Wenn sich Risse oder andere Defekte in der Nähe der Oberfläche befinden, zieht das Magnetpulver an diesen Stellen an und bildet sichtbare Linien oder Muster, die auf die Defekte hinweisen.
    2. Magnetische Induktionsprüfung (Magnetic Induction Testing, MIT):
      Dieses Verfahren nutzt elektromagnetische Induktion, um Unregelmäßigkeiten im Material zu erkennen. Ein Wechselstrom wird durch eine Spule geleitet, die in der Nähe des zu prüfenden Materials platziert ist. Wenn das Material eine Unterbrechung oder einen Defekt aufweist, beeinflusst dies das Magnetfeld, und dies kann mit sensitiven Sensoren erkannt werden.
    3. Wirbelstromprüfung (Eddy Current Testing, ECT):
      Bei dieser Methode wird ein Wechselstrom durch eine Spule geleitet, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Wenn das zu prüfende Material elektrisch leitfähig ist, erzeugt das Magnetfeld Wirbelströme im Material. Diese Wirbelströme werden durch Unregelmäßigkeiten im Material beeinflusst und können durch Sensoren erfasst werden. Änderungen in den Wirbelströmen können auf Defekte hinweisen.
    4. Barkhausen-Rauschenprüfung:
      Dieses Verfahren nutzt das sogenannte Barkhausen-Rauschen, das in ferromagnetischen Materialien auftritt. Wenn ein Magnetfeld auf das Material einwirkt, verändern sich die magnetischen Bereiche im Inneren des Materials, was zu einem charakteristischen Rauschen führt. Durch die Messung und Analyse dieses Rauschens können Defekte oder Spannungszustände im Material identifiziert werden.

    Die magnetischen Prüfverfahren werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, beispielsweise in der Luftfahrt, der Automobilindustrie, der Schwerindustrie, der Erdöl- und Gasindustrie und vielen anderen. Ziel der magnetischen Prüfverfahren ist die Sicherstellung der Qualität und der Integrität von Metallbauteilen um potenzielle Sicherheitsrisiken zu minimieren.


  • MartensitÖffnen oder Schließen

    Martensit entsteht durch hohe Temperaturunterschiede/-schwankungen. Zunächst wird Stahl auf eine Hochtemperatur erhitzt (Gamma-Phase), um dann bei Niedertemperatur abzukühlen. Durch die extreme Unterkühlung des Metalls entsteht die Triebkraft, um eine athermische Phasenumwandlung auszulösen. Diesen Vorgang nennt man martensitische Umwandlung und wird auch bei Nichteisen-Metallen, sowie Keramiken und Polymeren verwendet. Die martensitische Umwandlung dient der Veränderung der Eigenschaft eines Materials, im Fall von Stahl dient es zur Härtung.


  • Martensitisches HärtenÖffnen oder Schließen

    Die martensitische Härtung wird bei unlegierten und legierten Stahlarten vorgenommen. Darüber hinaus werden Metalle ohne Eisenanteil, Keramikmaterialien und verschiedene Polymere durch die martensitische Härtung mit einer unverletzlicheren und widerstandsfähigeren Materialqualität ausgestattet. Martensitisch gehärtete Stähle zeichnet eine enorm hohe Härtbarkeit aus. Diese wird dadurch erzielt, dass die Werkstoffe vergütet und abgeschreckt wurden. 

    In Hinsicht auf ein positives Ermüdungsverhalten und eine wünschenswerte Korrosionsbeständigkeit können im Rahmen des martensitischen Härtens ausgezeichnete Effekte erzielt werden. Diese Materialien werden insbesondere zur Herstellung von Messern, Bauteilen für Maschinen sowie in der Werkzeugfertigung und im Baubereich verwendet. 

    Ein Spezialverfahren innerhalb der martensitischen Härtung stellt das martensitische Randschichthärten dar. Dieses Technik optimiert die Oberflächenhärte sowie die Verschleiß- und Gleitmerkmale von Werkstoffen und trägt zu einer Steigerung von deren Dauer- und Wälzfestigkeit bei. Durch die verbesserte Oberflächenhärte sind diese Stähle unempfindlich gegenüber mechanischen Beanspruchungen wie Druck und Stoß. 

    Die zu behandelnden Randschichten werden zunächst erwärmt und dann entweder mit hochmodernen Flamm- oder Induktionshärtern oder mit elektronen- und laserstrahlgestützten Härtungsvorrichtungen bearbeitet. Ursprünglich galten die Flamm- und Induktionshärter als die fundamentalen Techniken für das die martensitische Härten. Im Laufe des wissenschaftlich-technischen Fortschritts sind jedoch die Elektronen- und Laserstrahltechnologien hinzugekommen und haben dieses Härtungsverfahren perfektioniert.


  • Materialhärtung mittels UV LichtÖffnen oder Schließen

    Bei der Materialhärtung unter Einfluss von ultraviolettem Licht können unterschiedliche Werkstoffe gehärtet werden. Ultraviolettes Licht wird in diesem Zusammenhang für die Härtung von Lacken und Farben sowie Klebematerialien genutzt. Darüber hinaus eignet sich diese Härtungsvariante für das Verfestigen von Epoxid- und Acrylharz sowie anderen Kunststoffen, die eine wichtige Bedeutung in der Technik und der Medizin besitzen. Die Voraussetzung für die Anwendung der Materialhärtung mit UV-Licht sind die sogenannten Photoinitiatoren, die in einigen Werkstoffen enthalten sind. Beim Auftreffen von ultraviolettem Licht entstehen polymere Molekülketten, welche zu einer Verfestigung der Struktur beitragen. Insbesondere für das Verfestigen von Polyesterharzen ist es vorteilhaft, das Aushärten mit UV-Licht einzusetzen. In der Regel erfolgt bei dieser Verfahrenstechnik eine Kombination aus stark erhitztem Wasser, heißer Luft und infrarotem Licht. Dieses kann gemeinsam mit infraroter Wärme eine Härtung erzielen, die auch bei Materialien mit einem dicken Querschnitt gewünscht wird. Zur Anwendung kommt eine Härtung mit ultraviolettem Licht im Bereich zwischen 400 und 450 nm. Dieses werden gezielt auf die zu behandelnden Materialzonen ausgesendet. 

    Das UVgestütze Härten von Werkstoffen kann für unterschiedliche Arbeitstechniken eingesetzt werden. Neben dem Verbinden, Verschmelzen, Härten und Verkleben von Materialien ist diese Technologie ein effizientes Verfahren, um Oberflächen oder andere Strukturen zu versiegeln oder zu vergießen. 


  • NDTÖffnen oder Schließen

    Die NDT (Nil-ductility temperature), zu Deutsch: Übergangstemperatur, bezeichnet den Temperaturpunkt der sich zwischen der Hoch- und Tieflage (Übergang vom duktilen in den spröden Zustand) eines Werkstoffes bezogen auf seine Zähigkeit befindet. Bei  Stählen mit einem kubisch raumzentriertem Kristallsystem (kzr) ist die Übergangstemperatur von besonderer Relevanz, da Stähle unterhalb der  Übergangstemperatur sprödbrechend sind. Der Einsatz von KZR Stählen muss daher im Hinblick auf die Temperatur im Einsatzbereich berücksichtigt werden. Einfluss auf die Übergangstemperatur hat die chemische Zusammensetzung (Anteil von Wasserstoff, Stickstoff und Schadstoffen) des Stahls, die Korngröße, der Wärmebehandlungszustand und weiteren Faktoren. Da der Temperaturübergang fließend ist, muss die NDT mithilfe von Kerbschlagbiegeversuchen getestet und festgelgt werden.


  • NickelbasislegierungÖffnen oder Schließen

    Unter Nickelbasislegierungen fallen Stähle deren Zusammensetzung aus einer Stahl-Nickel-Legierung und mindestens einem weiteren Hauptlegierungselement bestehen. Erzeugt werden Nickelbasislegierungen mittels Schmelzverfahren und sie sind nach internationalen Normen klassifiziert. Nickelbasislegierungen sind sehr Korresions- und hochtemperaturbeständig und verfügen über weitere spezielle physikalische Eigenschaften, wie die kontrollierte thermische Ausdehnung und besondere magnetische Eigenschaften.

    Das Einsatzgebiet von Nickelbasislegierungen ist breit gefächert, da ihre spzialisierten Eigenschaften in Hochtechnolgien sehr gefragt sind. Neben der Automobilindustrie kommen Nickelbasislegierungen in der chemische Industrie, der Luftfahrt, der Öl- und Gasförderung, der Energieerzeugung, der Abfallwirtschaft aber auch im Konsumentenbereich (haushaltstechnische Anwendungen) zum Einsatz.


  • NitriertiefeÖffnen oder Schließen

    Die Nitriertiefe, auch Aufstickungstiefe genannt, beschreibt den senkrechten Abstand der Randschicht bis zu einer Tiefe in der sich die mit Sauerstoff angereicherte Schicht. Wenn dieser Abstand durch einen Härtewert festgelegt wird, kennzeichnet man ihn als Nitrierhärtetiefe.


  • NormalglühenÖffnen oder Schließen

    Beim Normalglühen wird ein Werkstück zunächst Austenitisiert und nachfolgend an ruhender Luft abgekühlt. Das Normalglühen erfolgt im Temperaturbereich zwischen 600 und maximal 950 Grad Celsius. Temperaturen oberhalb von 1000 Grad führen zu einer groben Körnung, was es zu vermeiden gilt. Das Werkstück wird so lange bei hoher Temperatur gehalten, bis es vollständig Austenitisiert ist. Damit ein feinkörniges Gefüge entsteht, wird das Werkstück bei ruhender Luft rasch abgekühlt. Ein daran anschließendes Abkühlen ist abhängig vom Material. So müssen legierte Stähle nach der schnellen Abkühlung im weiteren Verlauf, langsam abkühlen, um ein aufhärten zu vermeiden.

    Das Normalglühen soll in der Regel Gefügeungleichmäßigkeiten beseitigen und ein feinkörniges, gleichmäßiges Gefüge mit reproduzierbaren Festigkeits- und Verformbarkeitseigenschaften herstellen.


  • PACVD-VerfahrenÖffnen oder Schließen

    PACVD steht für "Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition" oder auf Deutsch "Plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung". Es handelt sich um ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen mit dünnen Schichten unter Verwendung eines plasmaunterstützten chemischen Prozesses.

    Die PACVD-Technologie ist ein fortschrittliches Verfahren zur Abscheidung von dünnen Funktionsbeschichtungen auf Substraten unter Verwendung eines plasmaunterstützten chemischen Prozesses. Der Prozess beginnt mit der Einführung von gasförmigen Vorläufersubstanzen, die die zu bildende Beschichtung enthalten, in eine Vakuumkammer. Durch Anwendung von Hochfrequenz- oder Mikrowellenenergie wird ein Plasma erzeugt, das die Vorläufersubstanzen in reaktive Spezies zerlegt. Diese reaktiven Spezies reagieren miteinander und mit der Oberfläche des Substrats, wodurch eine dünne, gleichmäßige Beschichtung gebildet wird.

    Der Plasma-Aspekt des Verfahrens spielt eine entscheidende Rolle, da er die Aktivierung der chemischen Reaktionen fördert und die Energiezufuhr für die Zerlegung der Vorläufersubstanzen ermöglicht. Die plasmaunterstützte Umgebung verbessert die Haftung, Dichte und Homogenität der abgeschiedenen Schicht im Vergleich zu herkömmlichen chemischen Gasphasenabscheidungsverfahren.

    PACVD findet breite Anwendung in verschiedenen Industriezweigen, einschließlich der Herstellung von Schutzschichten für Werkzeuge, optischen Beschichtungen, Halbleiterbauelementen und verschleißfesten Oberflächen. Die präzise Steuerung der Prozessparameter und die Fähigkeit zur Abscheidung von Schichten mit maßgeschneiderten Eigenschaften machen PACVD zu einer wichtigen Technologie in der Materialwissenschaft und Oberflächentechnik.


  • PassivierungÖffnen oder Schließen

    Der Begriff "Passivierung" bezieht sich im Kontext elektrochemische Korrosion auf einen Zustand, bei dem ein Metall durch die Bildung einer schützenden Oxidschicht auf seiner Oberfläche vor weiterer Korrosion geschützt wird. Diese Oxidschicht bildet sich auf natürliche Weise oder durch gezielte Behandlung des Metalls.

    Passivierung tritt in der Regel bei metallischen Werkstoffen auf, die bestimmte Elemente enthalten, die mit Sauerstoff reagieren und eine schützende Oxidschicht bilden können. Ein gutes Beispiel hierfür ist rostfreier Stahl (Edelstahl), der Chrom enthält. Bei Kontakt mit Sauerstoff bildet sich eine dünne Chromoxid-Schicht auf der Oberfläche des Stahls. Diese Schicht wirkt als Barriere und verhindert, dass weitere aggressive Substanzen mit dem darunter liegenden Metall reagieren.

    Die Passivierung ist ein wichtiger Schutzmechanismus gegen Korrosion, da sie die Reaktionsgeschwindigkeit mit korrosiven Substanzen reduziert und somit die Lebensdauer des Metalls verlängert. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Passivierung nicht in jedem Fall von Dauer ist und unter bestimmten Bedingungen gestört werden kann, was zu einer erneuten Korrosion führen kann. Daher ist es wichtig, die Umgebungsbedingungen und die Art der Exposition des Metalls zu berücksichtigen.


  • Öffnen oder Schließen

    PCVD ist die Abkürzung für "Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition" oder auf Deutsch "Plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung". Es handelt sich um eine Technik zur Herstellung von dünnen Schichten auf verschiedenen Substraten, wie zum Beispiel Metallen, Kunststoffen oder Glas. Diese Beschichtungstechnik wird in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, wie etwa in der Elektronik-, Halbleiter- und Solarindustrie und bietet einen hohen Schutz gegenüber jeglicher Art von Verschleiß bei gleichzeitig hoher Festigkeit.

    Die Herstellung einer PCVD-Beschichtung umfasst mehrere Schritte:

    • Vorbereitung des Substrats:
      Das zu beschichtende Substrat wird zunächst vorbereitet. Dies kann das Reinigen, Entfetten und Aktivieren der Oberfläche beinhalten, um eine bessere Haftung der Beschichtung zu gewährleisten.
    • Vorbereitung der Beschichtungsgase:
      Es werden Gase ausgewählt, die die gewünschten Materialien für die Beschichtung liefern sollen. Diese Gase werden in einem gasförmigen Zustand in den Reaktor eingeführt.
    • Plasmaerzeugung:
      Ein Plasma, ein hochionisiertes Gas, wird erzeugt. Dies kann durch Anlegen von Hochfrequenz- oder Mikrowellenenergie geschehen. Das Plasma spielt eine wichtige Rolle, da es die chemischen Reaktionen in der Gasphase initiieren und beschleunigen kann.
    • Chemische Reaktionen:
      Die aktivierten Gase reagieren miteinander im Plasma, und es bilden sich neue Materialien. Diese Materialien lagern sich auf der Oberfläche des Substrats ab und bilden die gewünschte Beschichtung.
    • Abscheidung auf dem Substrat:
      Die abgeschiedenen Materialien setzen sich auf dem Substrat ab und bilden eine dünnen Schicht.
    • Endbearbeitung:
      Nachdem die Beschichtung abgeschieden wurde, kann das Substrat weiteren Prozessen wie dem Aushärten oder dem Strukturieren unterzogen werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.

    Die PCVD-Technologie ermöglicht die präzise Kontrolle der Dicke, Zusammensetzung und Struktur von dünnen Schichten, was sie in verschiedenen High-Tech-Anwendungen unverzichtbar macht.


  • PlasmanitrocarburierenÖffnen oder Schließen

    Für Werkstücke die eine einen sehr hohen Schutz gegen mechanischem Verschleiß besitzen sollen, können durch Plasmanitrocarburieren wärme-behandelt werden. Beim Plasmanitrocarburieren diffundiert Stickstoff und Kohlenstoff und erzeugt eine sehr tiefe Verbindungsschicht, die die Verschleißfestigkeit extrem erhöht. Dieses Härteverfahren lässt sich bei niedriglegierten und unlegierten Stahlsorten verwenden.

    Das Werkstück soll bei allen Arten des Nitrocarburierens eine charakteristische Verbindungsschicht entstehen, die die Korrisionsbeständigkeit und den Verschleißwiderstand erheblich verbessern. Für das Nitrocarburieren in Plasma eignen sich alle Legierten Stähle die zur Nitridbildung neigen. Legierungen mit Aluminium, Chrom, Zirconium, Niob, Titan oder Vanadium seien hier als Legierungselemente genannt.

    Vorteile des Plasmanitrocarburieren

    • Werkstücke werden zu Beginn der Plasmabehandlung gereinigt
    • Hohe Zähigkeit der Randschicht
    • Die tiefe Verbindungsschicht zeichnet sich durch sehr gute Laufeigenschaften aus
    • Verringerter Adhäsionsverschleißes
    • Sehr geringe Abplatzgefahr
    • Im Gegensatz zum Nitrocarburieren bzw. Gaskarbonitrieren sind die Randschchten weniger spröde oder porös
    • kaum Nacharbeit
    • eine Nachreinigung entfällt
    • keine zusätzlichen Kosten

    Anwendungsfelder:

    • Kurbelwellen (KFZ)
    • Steuernocken
    • Antriebsachsen von Scheibenwischern oder Hydraulikzylinder

  • R-WertÖffnen oder Schließen

    Der r-Wert, auch bekannt als Verformungs- oder Streckgrenzenverhältnis, ist ein wichtiger Parameter in der Metallurgie, insbesondere im Bereich der Blechbearbeitung. Er beschreibt das Verformungsverhalten von Metallblechen unter Zugbeanspruchung und ist ein Indikator für die Duktilität des Materials. Der r-Wert wird wie folgt definiert und berechnet:

    Definition:
    Der r-Wert ist das Verhältnis der wahren plastischen Dehnung in Dickenrichtung zur wahren plastischen Dehnung in Breitenrichtung eines Blechmaterials während einer einachsigen Zugbeanspruchung. Mathematisch ausgedrückt ist r = ε_d / ε_b, wobei ε_d die Dehnung in Dickenrichtung und ε_b die Dehnung in Breitenrichtung ist.

    Berechnung:
    Zur Berechnung des r-Wertes wird ein Blechstreifen in einer Zugprüfmaschine gestreckt. Während des Zugversuchs werden die Dehnungen in Breiten- und Dickenrichtung gemessen. Der r-Wert wird dann als Verhältnis dieser beiden Dehnungen berechnet.

    Bedeutung des R-Wertes in der Metallurgie:

    • Tiefziehfähigkeit:
      Ein hoher r-Wert (typischerweise größer als 1) deutet auf eine gute Tiefziehfähigkeit des Materials hin. Das bedeutet, dass das Material während des Tiefziehprozesses weniger anfällig für Risse und lokale Einschnürungen ist.
    • Anisotropie:
      Der r-Wert gibt auch Aufschluss über die anisotropen Eigenschaften eines Materials. Anisotropie bezieht sich darauf, wie sich die Eigenschaften eines Materials in verschiedenen Richtungen unterscheiden.
    • Materialauswahl:
      In der Metallindustrie wird der r-Wert verwendet, um Materialien für spezifische Anwendungen auszuwählen, insbesondere wenn eine hohe Formbarkeit erforderlich ist.

    Der r-Wert ist besonders relevant für Materialien wie Stahl und Aluminium, die häufig in der Automobil- und Flugzeugindustrie für Bauteile verwendet werden, die durch Tiefziehen, Biegen oder andere Formgebungsverfahren hergestellt werden. Ein adäquates Verständnis und die Kontrolle des r-Wertes sind entscheidend für die Qualität und die Leistungsfähigkeit der Endprodukte in diesen Branchen.


  • RandschichthärtenÖffnen oder Schließen

    Beim Randschichthärten werden nur die äußeren Randschichten des zu verarbeitenden Werkstoffes gehärtet. Grundsätzlich stehen zwei Verfahren zur Verfügung: Induktionshärten (Erwärmen des Werkstoffes mit Hilfe induzierter Wirbelströme) und das Flammhärten (Härten mit Hilfe von Gas).

    Es wird lediglich eine sehr dünne Schicht die nah an der Oberfläche des Werkstoffes liegt (Einhärtungstiefe 1-15mm, je nach Legierung / Härtebedingungen), auf die erforderliche Austenitisierungstemperatur gebracht und schnell mit Hilfe von  Wasser oder Ölemulsionen gehärtet. Der Werkstoffkern bleibt vom Härteprozess unbeinflusst. Aufgrund der sehr kurzen Erwärmungsphase liegen die Temperaturen beim Randschichthärten rund 30 bis 100 Grad über den gewöhnlichen Härtetemperaturen.

    Mit dem Randschichthärten lassen sich Werkstoffe mit komplizierter gemotrischer Struktur oder besonders große Werkstoffe mit einem höchstmaß an Qualität härten.

    Ein weiteres Erwärmungsverfahren, das beim Randschichthärten eingesetzt wird ist das Laserhärten, hierbei werden die äußeren Randschichten des Werkstoffes mittels Laser-/Elektronenstrahl beschoßen / erwärmt. Das Laserhärten eignet sich für kleine Teile an Werkstücke, wie Nocken oder Wellen. Das Laserhärten muss in einem Vakuum erfolgen.


  • RekristallisationsglühenÖffnen oder Schließen

    Das Rekristallisationsglühen ist das Glühen im Temperaturbereich der Rekristallisation (bei Stahl im Temperaturbereich zwischen 550 und 650 °C) ohne Phasenänderung. In der Regel findet das Rekristallisationsglühen nach einer gezielten Kaltverformung (Walzen, Pressen, Ziehen o.ä.) des Werkstückes statt, bei der sich durch die plastische Formänderung das Kristallgefüge in Verformungsrichtung streckt und es zu unerwünschten Festigkeiten kommt. Um das ursprünglichen Kristallgefüge widerherzustellen, wird das Werkstück mittels Rekristallisationsglühen wärmebehandelt. Dazu wird das Werkstück im Durchlaufofen unter Schutzgas bei leichtem Überdruck erwärmt.


  • RollierenÖffnen oder Schließen

    Das Rollieren ist ein mechanisches Härteverfahren zur Oberflächenvergütung. Die Werkstücke werden beim Rollieren durch feines Spahnen oder walzen, ähnlich der Wirkweise, die vom Feilen bekannt ist, in ihrer Festigkeit und Oberflächengüte verbessert. Das Rollieren wird entweder mittels Rollierscheiben aus Werkzeugstahl, Keramik oder Hartmetall durchgeführt oder das Werkstück wird in einem spanlosen Prozess senkrecht zur Lauffläche gewalzt.

    Der dem Rollieren zugrunde liegende Verfestigungsmechanismus ist in der Kaltverfestigung durch Erhöhung der Versetzungsdichte begründet. Die plastische Verformung des Werkstückes bedingt dabei die Ausbildung neuer Versetzungen. Desweiteren resultiert aus der durch das Spahnen induzierten Oberflächenstreckung der Aufbau einer Eigenspannungen in der Randschicht.

    Vorteile des Rollieren im Gegensatz zu einer Härtung mittels Wärmebehandlung ist der wesentlich geringere Energieaufwand und die damit verbundene ökologische Nachhaltigkeit des Verfahrens.


  • SalzbadnitrocarburierenÖffnen oder Schließen

    Das Salzbadnitrocarburieren ist ein thermochemischer Prozess zur Oberflächenbehandlung von Stahl, der darauf abzielt, die Verschleißfestigkeit, Härte und Dauerfestigkeit des Materials zu verbessern. Der Prozess kombiniert Nitrocarburieren mit einer Wärmebehandlung in einem Salzbad, um eine verbesserte Härte und Oberflächeneigenschaften zu erreichen.

    Der Prozess des Salzbadnitrocarburierens:

    • Vorbereitung des Werkstücks:
      Zunächst wird das zu behandelnde Stück Stahl vorbereitet. Dies kann das Entfetten, Entgraten und Reinigen des Werkstücks beinhalten, um eine saubere Oberfläche sicherzustellen.
    • Nitrocarburierung:
      Das Werkstück wird in eine Stickstoff-Kohlenstoff-Gasatmosphäre eingeführt, die Kohlenstoff und Stickstoff in die äußere Schicht des Stahls diffundieren lässt. Diese Elemente reichern die Oberfläche des Stahls an und bilden sogenannte Nitrocarbide, die die Härte erhöhen.
    • Aufheizen im Salzbad:
      Nach der Nitrocarburierung wird das Werkstück in ein Salzbad eingetaucht, das auf eine hohe Temperatur erhitzt wurde. Dieses Salzbad besteht aus speziellen Salzen, die die Wärme effizient auf das Werkstück übertragen können.
    • Wärmebehandlung im Salzbad:
      Während das Werkstück im Salzbad eingetaucht ist, erfolgt die eigentliche Wärmebehandlung. Die hohe Temperatur im Salzbad bewirkt eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung des Werkstücks. Diese Wärmebehandlung sorgt dafür, dass die diffundierten Kohlenstoff- und Stickstoffatome in der äußeren Schicht des Stahls miteinander reagieren und Nitrocarbide bilden. Gleichzeitig wird die Struktur des Stahls so verändert, dass eine gewünschte Härte erreicht wird.
    • Abkühlen und Abschrecken:
      Nach der Wärmebehandlung wird das Werkstück aus dem Salzbad genommen und schnell abgekühlt, oft durch Abschrecken in Wasser oder Öl. Dieser schnelle Abkühlprozess sorgt dafür, dass die erreichte Härte beibehalten wird.

    Das Salzbadnitrocarburieren führt zu einer erhöhten Härte und hohen Verschleißfestigkeit der Stahloberfläche. Die verbesserten mechanischen Eigenschaften machen das behandelte Werkstück ideal für Anwendungen, bei denen hohe Belastungen und Verschleiß auftreten, wie zum Beispiel bei Werkzeugen, Lagern oder Getriebekomponenten.


  • SchnellarbeitsstahlÖffnen oder Schließen

    Schnellarbeitsstähle sind hochlegierte Stähle, deren hauptsächlich verwendete Legierungselemente Kohlenstoff, Wolfram, Molybdän, Vanadium, Chrom und Cobalt sind. Der Anteil der Legierungselemente kann dabei bis zu dreißig Prozent ausmachen. Der Schnellarbeitsstahl wird verwendet um Schneidwerkzeuge wie Bohrer, Fräßwerkzeuge oder Meißel herzustellen und hat in dieser Funktion den klassischen Werkzeugstahl (Kaltarbeitsstahl) vollständig abgelöst. Der große Vorteil der Schnellarbeitsstähle gegenüber dem Werkzeugstahl ist seine Hitzebeständigkeit. Verliert der Werkzeugstahl bereits bei Temperaturen um 200 Grad Celsius seine Härte-Eigenschaft, bleibt der Schnellarbeitsstahl auch bei Temperaturen um die 600 Grad Celsius hart. Die hohe Härte verdankt der Schnellarbeitsstahl unter anderem seinem martensitisches Grundgefüge aus Eisen und Kohlenstoff in Kombination mit den Legierungselementen und der speziellen Wärmebehandlung:

    Schnellarbeitsstahl wird bei hohen Temperaturen um 1.200 Grad Celsius geglüht und abgeschreckt, wodurch das martensitische Grundgefüge entsteht. Im Anschluss wird der Stahl bei ca. 550 Grad angelassen (Verringerung der Sprödigkeit zurückgeht und Ausscheiden winziger Carbide). Diese Kombination aus Legierung und Härten sorgt auch bei hohen Temperaturen für eine sehr gute Verschleißbeständigkeit, Warmhärte und Wärmebeständigkeit.


  • SinternÖffnen oder Schließen

    Das Sintern ist ein formgebender Wärmeprozess, bei dem körnige oder pulverige Ausgangsmaterialien zu einem festen Körper verdichtet werden. Im Gegensatz zum Schmelzen wird das Ausgangsmaterial nicht durch eine Verflüssigung miteinander verbunden, sondern „verprasst“. Dabei nutzt man die Oberflächenenergie der großen Oberflächen von pulverförmigen Materialien, die ein thermodynamisches Potential besitzen (Gibbs-Energie oder freie Enthalpie genannt), welches danach strebt diese Potentiale zu verringern.Damit diese Oberflächenenergie sinkt, vergrößern sich die einzelnen Körner. Dadurch kommt es zu einem Anstieg der Anteile abgesättigter chemischer Bindungen, was dazu führt dass sich das Material verfestigt.

    Praktisch wird beim Sintern das körnige oder pulverige Ausgangsmaterial in die gewünschte Geometrie gepresst (oder geformt) und im Anschluss unterhalb der Schmelztemperatur ausgehärtet.


  • SpannungsarmglühenÖffnen oder Schließen

    Ziel des spannungsarmen glühenens ist es, innerhalb des Werkstückes die sogenannte innere Spannung abzubauen. Diese Spannungen innerhalb des Werkstückes sind eine Folge der ungleichmäßigen Abkühlung durch zuvor durchgeführte Arbeitsprozesse (Schweißen, Schmieden, Gießen).

    Das Spannungsarmglühen ist deshalb notwendig, da ohne diesen Schritt eine weitere Wärmebehandlung oder mechanische Bearbeitung zu geometrischen Verformungen (Verzug) führen würde.Das Glühen wird bei einer Temperatur zwischen 550 bis 650 Grad Celsius durchgeführt. Im Anschluss wird das Werkstück langsam abgekühlt, mit dem Ziel die innere Spannung abzubauen ohne jedoch andere wesentliche Materialeigenschaften zu beeinträchtigen. Stahlarten mit Niob- oder Tantal-Anteilen und rostfreie Stähle dürfen nicht spannungsarm geglüht werden.


  • T 8/5-ZeitÖffnen oder Schließen

    Der Begriff "t 8/5-Zeit" bezieht sich auf einen spezifischen Parameter im Bereich der Metallurgie und Wärmebehandlung von Stählen.  Die t 8/5-Zeit definiert die Zeitspanne, die benötigt wird, damit die Temperatur eines Stahlelements, nachdem es auf die maximale Härtetemperatur erwärmt wurde, auf 5/8 (d.h. 62,5%) dieser maximalen Temperatur abfällt. Diese Zeitspanne ist ein entscheidender Faktor für das Abschreckverhalten und die resultierenden mechanischen Eigenschaften des gehärteten Stahls.

    Die Relevanz der t 8/5-Zeit für das Härten von Stahl liegt in ihrer direkten Auswirkung auf die Mikrostruktur und somit auf die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts. Eine korrekt eingestellte t 8/5-Zeit gewährleistet, dass die Abkühlgeschwindigkeit des Stahls ausreichend hoch ist, um die Bildung einer gehärteten Mikrostruktur (wie Martensit) zu fördern, ohne unerwünschte Phasen wie Perlit oder Bainit zu bilden. Dies ist besonders wichtig für Stähle, die hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern, wie beispielsweise in Werkzeug- oder Lagerstählen.

    Eine zu kurze t 8/5-Zeit kann zu einer unvollständigen Martensitbildung führen, was eine geringere Härte zur Folge hat. Eine zu lange t 8/5-Zeit hingegen kann zur Bildung von Zwischenstufenstrukturen wie Bainit führen, die zwar eine gewisse Härte bieten, aber nicht die optimalen Eigenschaften des vollständig gehärteten Stahls erreichen. Die genaue Bestimmung der t 8/5-Zeit ist daher ein kritischer Schritt in der Wärmebehandlung von Stahl, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften und Leistungsmerkmale zu erzielen.

    Die Einstellung der t 8/5-Zeit in einer Härterei erfordert ein sorgfältiges Zusammenspiel aus Temperatursteuerung, Abschreckmittel, Ofentechnologie und Kenntnis der spezifischen Eigenschaften des zu härtenden Stahlmaterials. Der Prozess umfasst mehrere Schritte:

    • Materialanalyse:
      Zunächst ist es wichtig, die spezifischen Eigenschaften des zu härtenden Stahls zu kennen, wie seine Zusammensetzung, Größe, Form und die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts. Diese Informationen sind entscheidend für die Festlegung der optimalen Härtetemperatur und der erforderlichen t 8/5-Zeit.
    • Einstellung der Härtetemperatur:
      Der Ofen wird auf eine Temperatur eingestellt, die hoch genug ist, um die gewünschte Mikrostruktur im Stahl zu erzeugen. Die Härtetemperatur hängt von der chemischen Zusammensetzung des Stahls ab.
    • Temperaturüberwachung und -steuerung:
      Während des Erwärmungsprozesses muss die Temperatur präzise überwacht und gesteuert werden. Moderne Öfen verfügen oft über computergesteuerte Temperaturregelungssysteme, die eine gleichmäßige und präzise Erwärmung ermöglichen.
    • Bestimmung der t 8/5-Zeit:
      Die t 8/5-Zeit wird basierend auf der gewünschten Abkühlrate bestimmt. Diese hängt von der Stahlzusammensetzung und den gewünschten Endeigenschaften ab. Es können mathematische Modelle oder empirische Daten verwendet werden, um die erforderliche Zeit zu berechnen.
    • Abschreckung:
      Nach Erreichen der Härtetemperatur wird das Material schnell abgeschreckt, um die t 8/5-Zeit einzuhalten. Die Art des Abschreckmittels (Wasser, Öl, Polymerlösungen etc.) und dessen Temperatur spielen eine wesentliche Rolle bei der Bestimmung der Abkühlrate.
    • Prozessüberwachung und -kontrolle:
      Während des Abschreckprozesses ist eine ständige Überwachung erforderlich, um sicherzustellen, dass die t 8/5-Zeit eingehalten wird. Dies kann durch Sensoren und Kontrollsysteme erfolgen, die die Temperatur des Stahls während des Abschreckens überwachen.
    • Anpassungen und Feinabstimmung:
      Basierend auf den Ergebnissen der ersten Härtedurchgänge können Anpassungen vorgenommen werden, um die t 8/5-Zeit präziser einzustellen und die gewünschten Eigenschaften des gehärteten Stahls zu erreichen.

    Die genaue Einstellung der t 8/5-Zeit hängt von vielen Faktoren ab und erfordert in der Regel eine Kombination aus theoretischem Wissen, Erfahrung und experimentellen Daten.


  • TempernÖffnen oder Schließen

    Das Tempern ist eine Wärmebehandlung über einen langen Zeitraum (bis zu mehreren Tagen) bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur des Werkstückes. Das Tempern kommt bei Werkstücken aus Glas, Acryl oder Gusseisen zum Einsatz. Bei Glas und Acryl ist es das Ziel eine Verteilung mechanischer Spannungen kontrolliert zu beeinflussen. Durch rasches Abkühlen von getemperten Glas gewinnt man sogenanntes Temperglas, welches wesentlich höheren mechanischen und thermischen Belastungen standhält, als dies bei entspanntem Glas der Fall ist. Gusseisen wird bei Temperaturen zwischen 700°C und 1050°C getempert, was einem langzeitigem Glühen entspricht. Ziel ist es dabei die mechanischen Eigenschaften von Gusseisen zu Verbessern. Bei Temperguss erhöht sich sowohl die Zugfestigkeit, als auch die Zähigkeit des Gusseisens.