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.

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

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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-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.

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.

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.)

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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. 

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.  

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

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.

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.

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.

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. 

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. 

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Galvalume ist ein beschichtetes Stahlprodukt, das entwickelt wurde, um die Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit von Stahl zu verbessern. Es besteht aus einem Stahlkern, der mit einer speziellen Legierung beschichtet ist. Diese Legierung ist chemisch zusammengesetzt aus Aluminium, Zink und einer kleinen Menge Silizium. Die typische Zusammensetzung der Galvalume-Beschichtung ist:

• Aluminium (Al): 55%
• Zink (Zn): 43,4%
• Silizium (Si): 1,6%

Eigenschaften der Galvalume-Beschichtung

• Korrosionsbeständigkeit:
  • Aluminium: Bietet hervorragenden Schutz vor atmosphärischer Korrosion, insbesondere in stark korrosiven Umgebungen wie Industriegebieten oder Küstenregionen. Aluminium bildet eine passive Oxidschicht, die das darunterliegende Material schützt.
  • Zink: Bietet einen kathodischen Schutz, indem es sich bevorzugt opfert, um den Stahlkern zu schützen. Dies bedeutet, dass Zink zuerst korrodiert und somit den Stahlkern vor Korrosion schützt.
• Wärmereflexion:
  • Die Aluminiumkomponente in der Galvalume-Beschichtung reflektiert effektiv Wärme und Licht, was zu einer verbesserten Energieeffizienz führt, insbesondere bei Dachanwendungen.
• Haltbarkeit und Lebensdauer:
  • Galvalume hat eine längere Lebensdauer im Vergleich zu rein verzinktem Stahl, insbesondere in Umgebungen, die hohen Temperaturen oder chemischen Einflüssen ausgesetzt sind.
• Schutz vor mechanischen Beschädigungen:
  • Die Siliziumkomponente in der Beschichtung verbessert die Haftung und Haltbarkeit der Legierungsschicht und verhindert Rissbildung bei mechanischer Beanspruchung.

Anwendungen

Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wird Galvalume in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter:

• Dach- und Fassadenverkleidungen: In Wohn-, Gewerbe- und Industriegebäuden.
• Bauprodukte: Wie z. B. Regenrinnen, Dächer, Wandpaneele und ähnliche Produkte.
• HVAC
• Systeme: Komponenten für Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen.
• Automobilindustrie: Karosserieteile und andere Komponenten, die Korrosionsschutz erfordern.

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-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.

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

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

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

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.

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.

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

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.

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 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) 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.

"Inchromieren" bezeichnet ein Oberflächenbehandlungsverfahren, das zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von metallischen Werkstoffen eingesetzt wird. Es handelt sich dabei um ein chemisches oder elektrochemisches Verfahren, bei dem eine dünne, harte Chromoxidschicht auf die Oberfläche des zu behandelnden Materials aufgebracht wird. Dieser Prozess wird auch als Chromatieren oder Chromatierung bezeichnet.

Der Begriff leitet sich von dem lateinischen Wort "chromium" für das chemische Element Chrom ab. In der Praxis wird die Chromatierung häufig an Aluminium und seinen Legierungen angewendet, um eine widerstandsfähige Schutzschicht zu erzeugen, die vor Oxidation und anderen korrosiven Einflüssen schützt. Die resultierende Chromoxidschicht bietet nicht nur chemischen Schutz, sondern verbessert auch die Haftfähigkeit nachfolgender Lack- oder Beschichtungsschichten, was besonders in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie von Bedeutung ist.

Das Inchromieren kann durch verschiedene Techniken erreicht werden, wobei die häufigsten Methoden das chemische Bad (Tauchverfahren) oder das elektrochemische Verfahren (Elektrolyse) sind. In beiden Fällen werden die metallischen Werkstücke in eine wässrige Lösung getaucht, die Chromsäure oder Chromate enthält. Durch chemische Reaktionen wird dabei eine dichte und homogene Schicht von Chrom(III)-Oxid auf der Werkstückoberfläche gebildet.

Zusammengefasst dient das Inchromieren der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, der mechanischen Festigkeit und der Haftfähigkeit von Oberflächenbeschichtungen auf metallischen Werkstoffen durch die Applikation einer Chromoxidschicht.

In der Praxis wird zwischen dem Weich- und Hartinchromieren unterschieden:

Der Unterschied zwischen Weich- und Hartinchromieren liegt hauptsächlich in der Art der gebildeten Chromoxidschicht und den damit verbundenen Eigenschaften und Anwendungsbereichen der behandelten Werkstücke.

In der Praxis wird zwischen dem Weich- und Hartinchromieren unterschieden. Diese unterschiedlichen Verfahren des Inchromierens werden entsprechend den spezifischen Anforderungen und Anwendungsbereichen ausgewählt, um die bestmöglichen Eigenschaften der zu behandeldende Werkstücke zu erreichen.

Weichinchromieren

Weichinchromieren, auch als Chromatieren bekannt, ist ein chemisches Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem eine dünne, schützende Chromatschicht auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Diese Schicht besteht in der Regel aus Chrom(III)- oder Chrom(VI)-Oxiden und ist relativ weich und flexibel.

Eigenschaften:

• Dünne Schicht: Die Schichtdicke liegt typischerweise im Bereich von einigen Nanometern bis wenigen Mikrometern.
• Korrosionsschutz: Bietet guten Schutz gegen Korrosion, insbesondere für Aluminium und seine Legierungen.
• Verbesserte Haftung: Erhöht die Haftung von nachfolgenden Lacken, Farben oder Klebstoffen.
• Farbliche Markierung:** Kann farbliche Veränderungen wie gelbliche oder grünliche Tönungen auf der Oberfläche erzeugen.

Anwendungen:

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Schutz von Aluminiumteilen.
• Elektronik: Schutz von Kontakten und Leiterplatten.
• Automobilindustrie:** Schutz von Karosserieteilen und anderen Bauteilen aus Aluminium.

Hartinchromieren

Hartinchromieren ist ein elektrochemisches Verfahren, bei dem eine dickere und härtere Chromschicht auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Diese Schicht besteht aus metallischem Chrom und ist extrem widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung.

Eigenschaften:

• Dicke Schicht: Die Schichtdicke liegt typischerweise im Bereich von 20 bis 500 Mikrometern.
• Hohe Härte:** Die resultierende Schicht ist extrem hart und widerstandsfähig gegen Abrieb und Verschleiß (Härte bis zu 1000 HV).
• Korrosionsschutz:** Bietet exzellenten Schutz gegen Korrosion, selbst unter extremen Bedingungen.
• Glatte Oberfläche: Erzeugt eine glatte, glänzende Oberfläche mit sehr niedrigen Reibungskoeffizienten.

Anwendungen:

• Maschinenbau: Beschichtung von Zylindern, Kolben und anderen stark beanspruchten Maschinenteilen.
• Werkzeugbau: Schutz und Verlängerung der Lebensdauer von Schneidwerkzeugen und Formen.
• Automobilindustrie: Beschichtung von Motorkomponenten und anderen Teilen, die hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 

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)

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.

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). 

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.

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.

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.

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.
» Mehr zu Stahlsorten

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.

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 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.

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.

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.

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. 

Der N-Wert, auch als Kaltverfestigungsexponent oder Verfestigungsexponent bekannt, ist ein wichtiger Parameter in der Werkstoffkunde, der die Fähigkeit eines Materials beschreibt, sich unter plastischer Deformation zu verfestigen. Er ist besonders relevant bei der Analyse des Umformverhaltens von Metallen.

Definition des N-Werts

Der Kaltverfestigungsexponent ist ein Maß dafür, wie stark ein Material bei plastischer Verformung seine Festigkeit erhöht. Er wird aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines Werkstoffs ermittelt, typischerweise im Bereich der plastischen Deformation.

Mathematische Beschreibung

Der N-Wert wird oft im Zusammenhang mit der Hollomon-Gleichung beschrieben, die die Beziehung zwischen der wahren Spannung  und der wahren Dehnung ausgedrückt:

σ =  K ⋅  ε n

• σ: Wahre Spannung
• K: Festigkeitskoeffizient (eine Materialkonstante)
• ε: Wahre Dehnung
• n: Kaltverfestigungsexponent

In dieser Gleichung gibt der N-Wert an, wie die Spannung mit zunehmender plastischer Dehnung wächst.

Physikalische Bedeutung

• Niedriger N-Wert: Ein niedriger N-Wert (nahe 0) bedeutet, dass das Material wenig Kaltverfestigung zeigt. Solche Materialien verfestigen sich kaum bei plastischer Verformung und haben ein begrenztes Umformvermögen.
• Hoher N-Wert: Ein hoher N-Wert (bis etwa 0,5) zeigt an, dass das Material eine starke Kaltverfestigung erfährt. Dies bedeutet, dass das Material bei plastischer Verformung signifikant an Festigkeit gewinnt, was zu einer besseren Verformbarkeit und höherem Widerstand gegen lokale Deformationen (wie z.B. das Ausbeulen) führt.

Bedeutung und Anwendung

Der Kaltverfestigungsexponent ist besonders wichtig in der Metallverarbeitung und Umformtechnik. Er beeinflusst das Verhalten des Materials während verschiedener Umformprozesse wie Ziehen, Tiefziehen und Biegen. Einige wichtige Aspekte sind:

• Verformbarkeit: Materialien mit hohem N-Wert haben eine bessere Verformbarkeit und können größere plastische Dehnungen ertragen, ohne zu versagen.
• Verfestigung: Materialien mit hohem N-Wert zeigen eine höhere Verfestigung, was die Festigkeit und Härte des Materials während der Verarbeitung erhöht.
• Gleichmäßige Dehnung: Ein hoher N-Wert trägt zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Dehnung bei, was das Risiko von lokalen Schwächungen oder Rissen reduziert.

Beispielanwendungen

• Automobilindustrie: Bei der Herstellung von Karosserieteilen wird häufig auf Stähle mit hohem N-Wert zurückgegriffen, um eine gute Kombination aus Festigkeit und Umformbarkeit zu gewährleisten.
• Luft- und Raumfahrt: Materialien mit geeigneten N-Werten werden verwendet, um strukturelle Bauteile herzustellen, die hohen Belastungen und plastischen Verformungen widerstehen können.

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.

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.

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.

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.

Das "Obere Grenzabmaß (AO)" bezeichnet den maximal zulässigen positiven Abweichungswert eines Maßes von seinem Nennmaß. Es ist Teil der ISO-Toleranzsystematik und definiert, wie groß ein Werkstück maximal sein darf, während es immer noch innerhalb der spezifizierten Toleranz liegt. Dies ist besonders wichtig bei der Herstellung und Bearbeitung von Metallteilen, um sicherzustellen, dass diese Teile präzise zusammenpassen und ordnungsgemäß funktionieren.

Das obere Grenzabmaß wird üblicherweise in Verbindung mit dem unteren Grenzabmaß verwendet, das die maximal zulässige negative Abweichung vom Nennmaß beschreibt. Die Differenz zwischen dem oberen und unteren Grenzabmaß ergibt die Gesamttoleranz für ein bestimmtes Maß an einem Werkstück. Das obere Grenzabmaß kann beispielsweise in technischen Zeichnungen als "AO" oder durch ein spezifisches Symbol gekennzeichnet sein, abhängig von den verwendeten Normen und Spezifikationen.

Das obere Grenzabmaß (AO) in der Metallurgie wird üblicherweise berechnet, indem man das Nennmaß eines Werkstücks mit einer spezifischen Toleranzangabe kombiniert. Die Berechnung kann je nach den anwendbaren Standards variieren, folgt jedoch meistens einer allgemeinen Formel:

AO = Nennmaß + Toleranz

Folgende Schritte sind zu erledigen, um das obere Grenzabmaß zu berechnen:

• Identifizierung des Nennmaßes: Das ist das Basis- oder Zielmaß des Werkstücks, oft gegeben in technischen Zeichnungen oder Spezifikationen.
• Bestimmung der Toleranz: Dies ist der Wert, der die erlaubte Abweichung nach oben angibt. Toleranzen können auf verschiedene Weisen festgelegt werden, einschließlich festen Werten oder Prozentsätzen des Nennmaßes. In der Metallurgie sind diese oft durch Normen wie ISO oder DIN spezifiziert.
• Berechnung des oberen Grenzabmaßes: Das obere Grenzabmaß ergibt sich aus der Summe des Nennmaßes und der Toleranz. Es definiert das maximal zulässige Maß, bei dessen Überschreitung das Werkstück als nicht konform betrachtet wird.

Ein einfaches Beispiel:
Angenommen, das Nennmaß eines Metallstücks beträgt 100 mm, und die Toleranz ist +0,5 mm.
AO=100mm+0,5mm=100,5mm

Dies bedeutet, dass das Werkstück im Rahmen der Spezifikationen ist, solange es nicht größer als 100,5 mm ist.

Es ist wichtig, die spezifischen Toleranzangaben und Normen zu berücksichtigen, die für das jeweilige Projekt oder den spezifischen Bereich anwendbar sind, um sicherzustellen, dass die Berechnungen korrekt sind.

Oberflächenfeinwalzen, auch als "Rollieren" oder "Rollglätten" bezeichnet, ist ein mechanisches Verfahren zur Veredelung von metallischen Oberflächen. Ziel des Oberflächenfeinwalzens ist es, die Oberflächenrauheit zu reduzieren, die Oberflächenstruktur zu verbessern und mechanische Eigenschaften wie Härte und Verschleißfestigkeit zu erhöhen.

Funktionsweise des Oberflächenfeinwalzens

1. Werkzeug und Ausrüstung:

• Rollwerkzeuge: Speziell geformte Rollen oder Walzen aus gehärtetem Stahl, Keramik oder anderen verschleißfesten Materialien.
• Maschinen: Feinwalzmaschinen oder modifizierte Dreh- oder Fräsmaschinen, die mit Rollwerkzeugen ausgestattet sind.

2. Prozessablauf:

• Einspannung des Werkstücks: Das zu bearbeitende Werkstück wird in die Maschine eingespannt und in der Regel gedreht.
• Anwendung der Rollwerkzeuge: Die Rollwerkzeuge werden auf die rotierende Werkstückoberfläche aufgebracht und üben einen definierten Druck aus. Dieser Druck führt zu einer plastischen Verformung der obersten Metallschichten.
• Kaltverfestigung: Durch den Druck der Rollwerkzeuge wird die Oberflächenrauheit verringert, indem die Spitzen der Rauheitsspitzen in die Vertiefungen gedrückt werden. Dies führt zu einer glatteren Oberfläche. Gleichzeitig bewirkt die plastische Verformung eine Kaltverfestigung der Oberfläche, was die Härte und Verschleißfestigkeit erhöht.

3. Parametersteuerung:

• Druck: Der auf die Oberfläche ausgeübte Druck ist ein entscheidender Parameter und muss präzise gesteuert werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
• Geschwindigkeit: Die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks und die Vorschubgeschwindigkeit der Rollwerkzeuge beeinflussen ebenfalls die Qualität der Oberfläche.
• Anzahl der Durchgänge: Mehrere Durchgänge mit den Rollwerkzeugen können erforderlich sein, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erreichen.

Vorteile des Oberflächenfeinwalzens

• Reduktion der Oberflächenrauheit: Erreicht sehr glatte Oberflächen mit niedrigen Rauheitswerten (z.B. Rz-Werte von 1 bis 2 µm).
• Erhöhung der Oberflächenhärte: Durch Kaltverfestigung wird die Härte der Oberfläche signifikant erhöht.
• Verbesserte Verschleißfestigkeit: Erhöhte Härte und glatte Oberfläche führen zu einer besseren Verschleißfestigkeit.
• Verbesserte Ermüdungsfestigkeit: Die Druckeigenspannungen, die durch das Feinwalzen in der Oberfläche entstehen, erhöhen die Ermüdungsfestigkeit des Werkstücks.
• Kosten- und Zeitersparnis: Oft schneller und kostengünstiger als alternative Verfahren wie Schleifen oder Polieren.

Anwendungsbereiche des Oberflächenfeinwalzens

Oberflächenfeinwalzen wird in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, darunter:

• Automobilindustrie: Bearbeitung von Kurbelwellen, Nockenwellen und anderen Motorkomponenten.
• Luft- und Raumfahrt: Verbesserung der Oberflächen von Turbinenschaufeln und anderen kritischen Bauteilen.
• Maschinenbau: Bearbeitung von Wellen, Lagern und anderen mechanischen Bauteilen.
• Medizintechnik: Veredelung von chirurgischen Instrumenten und Implantaten.

Die Oberflächengüte beschreibt die Qualität und Beschaffenheit der Oberfläche eines Materials oder eines Werkstücks. Sie ist ein wichtiger Faktor in vielen technischen und handwerklichen Bereichen, da sie die Eigenschaften eines Bauteils wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, optisches Erscheinungsbild und die Fähigkeit zur Herstellung präziser Kontaktflächen beeinflusst.

Die Bewertung der Oberflächengüte erfolgt in der Regel durch spezifische Kennzahlen, die verschiedene Aspekte der Oberflächenbeschaffenheit beschreiben, darunter:

• Rauheit: Dies ist ein Maß für die feinen Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche. Die Rauheit wird häufig mit Parametern wie Ra (arithmetischer Mittelwert der absoluten Werte), Rz (mittlere Rauhtiefe) oder Rt (maximale Rauhtiefe) quantifiziert.
• Welligkeit: Diese beschreibt größere, regelmäßigere Unregelmäßigkeiten, die durch Fehler im Herstellungsprozess wie Schwingungen oder Materialspannungen verursacht werden.
• Formtoleranzen: Diese beziehen sich auf die Abweichung der tatsächlichen Form eines Objekts von seiner idealen Form, zum Beispiel Rundheit oder Ebenheit.

Die Methoden zur Messung der Oberflächengüte können von einfachen taktilen Messgeräten bis zu fortschrittlichen Technologien wie Laser-Scanning-Mikroskopen reichen. Die Wahl der Messmethode hängt oft von den Anforderungen der spezifischen Anwendung und der geforderten Genauigkeit ab. Die Verbesserung der Oberflächengüte ist ein zentrales Ziel in der Fertigung, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Produkte zu erhöhen.

Unter dem Oberflächenhärten versteht man verschiedene technische Verfahren, die darauf abzielen, die Härte der Oberflächenschicht eines metallischen Werkstücks zu erhöhen. Dieser Prozess ist besonders wichtig in der Materialwissenschaft und Fertigungstechnik, wo die Verschleißfestigkeit und Lebensdauer von Bauteilen erhöht werden soll.

Beim Oberflächenhärten wird nur die äußere Schicht (Randschicht) des Materials gehärtet, während der Kern des Werkstücks seine ursprünglichen Eigenschaften wie Zähigkeit und Flexibilität beibehält. Das macht die behandelten Teile widerstandsfähiger gegenüber Oberflächenverschleiß wie Abrieb, Rissbildung oder Erosion, ohne dass sie an Gesamtfestigkeit verlieren.

Es gibt verschiedene Methoden des Oberflächenhärtens, darunter:

• Induktionshärten: Dabei wird das Metall durch Induktionsströme schnell erhitzt und anschließend rasch abgekühlt. Diese Methode eignet sich besonders für Teile, die lokal gehärtet werden sollen.
• Flammhärten: Hier wird die Oberfläche des Metalls mittels einer Flamme erhitzt und dann schnell abgekühlt. Dies ist eine kostengünstigere Methode für große und unregelmäßig geformte Werkstücke.
• Nitrieren: Bei diesem Verfahren wird Stickstoff in die Oberfläche des Stahls eingebracht, was zu einer harten Nitridschicht führt. Diese Methode wird oft bei niedrigen Temperaturen durchgeführt, was Verzerrungen und Spannungen im Material minimiert.
• Carbonitrieren: Ähnlich wie beim Nitrieren, wird beim Carbonitrieren zusätzlich Kohlenstoff in die Oberfläche eingeführt. Das Ergebnis ist eine sehr harte und verschleißfeste Oberfläche.
• Laserhärten: Die Verwendung eines Lasers zur Erhitzung der Oberfläche bietet eine präzise Kontrolle über den Härteprozess und ermöglicht das Härten sehr kleiner oder komplex geformter Bereiche.

Diese Verfahren verbessern die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit von Werkzeugen und Bauteilen in vielen Industriezweigen, einschließlich Automobilbau, Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau.

Die Oberflächenprüfung erfolgt nach der DIN EN ISO 4288 und ist ein standardisiertes Verfahren zur Messung und Bewertung der Rauheit von Werkstückoberflächen. Diese Norm legt die Verfahren zur Bestimmung der Rauheitskenngrößen fest und definiert die Messbedingungen, die bei der Oberflächenprüfung einzuhalten sind. Hier ist eine detaillierte Erklärung des Prüfverfahrens und der wichtigsten Aspekte der Norm:

Grundprinzipien der Oberflächenprüfung nach DIN EN ISO 4288

1. Rauheitskenngrößen:
DIN EN ISO 4288 beschreibt verschiedene Kenngrößen zur Charakterisierung der Oberflächenrauheit, darunter:

• Ra (arithmetischer Mittenrauwert): Der Durchschnitt der absoluten Abweichungen der Profilpunkte von der mittleren Linie.
• Rz (gemittelte Rautiefe): Der Durchschnitt der Einzelrautiefen fünf aufeinanderfolgender Einzelmessstrecken.
• Rt (Gesamthöhe des Profils): Der Abstand zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt des Profils auf der Messstrecke.

2. Messbedingungen:

• Messlänge (L): Die Gesamtlänge des Profils, die für die Rauheitsmessung ausgewertet wird. Sie ist in der Regel ein Vielfaches der Einzelmessstrecke.
• Einzelmessstrecke (lr): Die Länge einer Teilstrecke, auf der eine Einzelrautiefe ermittelt wird. Die Norm legt für verschiedene Werkstückklassen spezifische Messlängen fest.
• Cut-off-Länge (λc): Die Filterlänge, die zur Trennung von Rauheits- und Welligkeitsanteilen verwendet wird. Sie ist wichtig zur Ermittlung der wahren Rauheitswerte.

3. Messgeräte und Messverfahren:

• Tastschnittgerät: Ein Messgerät mit einer feinen Tastspitze (gewöhnlich aus Diamant), die über die Oberfläche des Werkstücks geführt wird. Die vertikalen Bewegungen der Tastspitze werden in elektrische Signale umgewandelt, die zur Berechnung der Rauheitskenngrößen verwendet werden.
• Profilometrie: Ein optisches oder mechanisches Verfahren zur Aufnahme des Oberflächenprofils und zur Bestimmung der Rauheitsparameter.

Durchführung der Messung

1. Vorbereitung der Messung:

• Das Werkstück muss sauber und frei von Verunreinigungen sein.
• Das Messgerät muss kalibriert und betriebsbereit sein.

2. Auswahl der Messbedingungen:

• Festlegung der Cut-off-Länge (λc) basierend auf der zu erwartenden Rauheit und der Art des Werkstücks.
• Bestimmung der Messlänge (L) und der Einzelmessstrecke (lr) entsprechend der Vorgaben der Norm.

3. Durchführung der Messung:

• Die Tastspitze des Messgeräts wird entlang der Messstrecke über die Oberfläche geführt.
• Das Gerät erfasst die Vertikalbewegungen der Tastspitze und erstellt ein Profil der Oberfläche.

4. Auswertung der Messdaten:

• Die erfassten Profildaten werden mit Hilfe von Filtern bearbeitet, um die Rauheitskomponenten von den Welligkeits- und Formanteilen zu trennen.
• Berechnung der Rauheitskenngrößen (Ra, Rz, Rt, etc.) aus den gefilterten Profildaten.

Interpretation der Messergebnisse

• Ra: Gibt einen allgemeinen Eindruck der Oberflächenrauheit und wird häufig als Referenzwert verwendet.
• Rz: Wird oft für die Beurteilung der Funktionalität der Oberfläche herangezogen, da es die Höhe und Tiefe der Oberflächenstruktur berücksichtigt.
• Rt: Bietet Informationen über die extremen Höhenunterschiede auf der Oberfläche.

Anwendung der Ergebnisse

Die ermittelten Rauheitswerte werden in verschiedenen Industriebereichen zur Qualitätssicherung und zur Kontrolle von Bearbeitungsprozessen verwendet. Sie helfen bei der Bewertung, ob eine Oberfläche die erforderlichen Spezifikationen und Anforderungen erfüllt, z.B. in der Automobil-, Luftfahrt- und Maschinenbauindustrie.

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.

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.

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.

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

Pulvermetallurgie ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Metallpulver als Ausgangsmaterial verwendet wird, um Bauteile zu erzeugen. Dieses Verfahren umfasst mehrere Schritte, darunter die Herstellung oder Beschaffung von Metallpulvern, das Mischen und Pressen dieser Pulver und schließlich das Sintern, bei dem die gepressten Pulver bei hohen Temperaturen erhitzt werden, ohne sie zu schmelzen, um sie zu einem festen Stück zu verbinden.

Hauptschritte der Pulvermetallurgie:

1. Herstellung des Metallpulvers:

• Mechanische Verfahren: Zermahlen oder Mahlen von Metallstücken.
• Chemische Verfahren: Reduktion von Metallverbindungen oder Zersetzung von Metallverbindungen.
• Physikalische Verfahren: Vernebeln geschmolzener Metalle (Gas- oder Wasserverdüsung).

2. Mischen:

Das Metallpulver wird mit anderen Pulverarten oder Bindemitteln gemischt, um bestimmte Eigenschaften des Endprodukts zu erreichen.

3. Pressen:

Die Pulver werden in einer Form verdichtet, um einen sogenannten "Grünkörper" zu erzeugen. Dies erfolgt häufig durch Pressen in einer Matrize unter hohem Druck.

4. Sintern:

Der Grünkörper wird in einem Ofen erhitzt, jedoch unterhalb des Schmelzpunkts des Hauptmetalls. Durch diese Erwärmung verbinden sich die Partikel miteinander und verdichten sich weiter, was zu einem festen, belastbaren Bauteil führt.

Vorteile der Pulvermetallurgie:

• Materialeinsparung: Da das Ausgangsmaterial in Form von Pulver vorliegt, wird weniger Abfall produziert.
• Herstellung komplexer Formen: Bauteile mit komplexen Geometrien und feinen Details können relativ einfach hergestellt werden.
• Eigenschaftskontrolle: Durch die Auswahl und das Mischen unterschiedlicher Pulver können spezifische Materialeigenschaften (z.B. Härte, Dichte, elektrische Leitfähigkeit) präzise eingestellt werden.
• Massenproduktion: Pulvermetallurgie eignet sich besonders gut für die Serienfertigung von Bauteilen.

Anwendungsbereiche:

• Automobilindustrie: Zahnräder, Lager und andere mechanische Komponenten.
• Luft- und Raumfahrt: Hochleistungskomponenten mit speziellen Eigenschaften.
• Elektronik: Herstellung von Kontaktwerkstoffen und magnetischen Materialien.
• Medizintechnik: Implantate und Prothesen.

QST-Stahl, abgekürzt für "quenched and self-tempered" Stahl, ist eine Art von Baustahl, der durch eine spezifische Wärmebehandlungstechnik hergestellt wird, um bestimmte mechanische Eigenschaften zu erreichen. Der Prozess besteht aus zwei Hauptphasen: dem Abschrecken (Quenching) und dem Selbstvergüten (Self-Tempering).

• Abschrecken (Quenching): In dieser Phase wird der Stahl auf eine hohe Temperatur erhitzt, typischerweise über die Austenitisierungstemperatur, bei der die Kristallstruktur des Eisens in die gamma-Eisen-Form (Austenit) übergeht. Anschließend wird das Material schnell abgekühlt, oft durch Wassersprühen. Diese schnelle Abkühlung führt zu einer Umwandlung des Austenits in eine sehr harte und spröde Phase, bekannt als Martensit.
• Selbstvergüten (Self-Tempering): Direkt nach dem Abschrecken, während der Stahl noch heiß ist, erfolgt das Selbstvergüten. Die Restwärme innerhalb des dickeren Teils des Stahlelements führt zur teilweisen Anlassung des frisch gebildeten Martensits. Diese Anlassung erfolgt bei Temperaturen unterhalb jener des konventionellen Anlassens und zielt darauf ab, die spröde Martensitphase teilweise in eine duktilere, zähere Struktur umzuwandeln.

Das Resultat dieses Prozesses ist ein Stahlprodukt mit einer guten Balance zwischen Festigkeit und Zähigkeit. Die QST-Behandlung verbessert die mechanischen Eigenschaften, indem sie eine einheitliche und feinkörnige Mikrostruktur schafft, die eine höhere Festigkeit und verbesserte Duktilität im Vergleich zu traditionell behandelten Stählen bietet.

Quenched and Self-Tempered (QST) Stähle finden vorwiegend Verwendung in Bereichen, in denen hohe Festigkeit kombiniert mit guter Zähigkeit erforderlich ist. Hier sind einige klassische Anwendungsgebiete:

• Bauindustrie: QST-Stähle sind besonders geeignet für die Verwendung in der Bauindustrie, wo sie häufig in der Herstellung von Bewehrungsstäben (Armierungsstahl) verwendet werden. Diese Stähle tragen zur Verstärkung von Beton bei, was in Erdbebengebieten besonders wichtig ist.
• Brückenbau: Aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Zähigkeit sind QST-Stähle ideal für den Einsatz in Brückenkonstruktionen. Sie helfen, die Struktur gegen extreme Wetterbedingungen und Belastungen zu sichern.
• Automobilindustrie: In der Automobilindustrie werden QST-Stähle für Komponenten verwendet, die sowohl eine hohe Festigkeit als auch eine gewisse Flexibilität erfordern, um bei Unfällen Energie absorbieren zu können. Dazu zählen unter anderem Schutzrahmen und andere sicherheitsrelevante Teile.
• Schiffbau: Im Schiffbau werden QST-Stähle wegen ihrer Beständigkeit gegenüber den harten Bedingungen auf offener See und ihrer Fähigkeit, großen Belastungen standzuhalten, geschätzt.
• Schwerindustrie und Maschinenbau: In der Schwerindustrie werden QST-Stähle für die Herstellung von Bauteilen wie Achsen, Wellen oder anderen Komponenten verwendet, die hohen Belastungen ausgesetzt sind.
• Energiesektor: Sie werden auch in der Energieerzeugung eingesetzt, beispielsweise in Windkraftanlagen, wo Materialien erforderlich sind, die sowohl stark als auch flexibel sind, um die dynamischen Lasten der Windkräfte zu bewältigen.

Die Verwendung von QST-Stählen in diesen Anwendungen ermöglicht es, Konstruktionen zu erstellen, die leichter und wirtschaftlicher sind, da Materialien verwendet werden können, die bei geringerer Masse höhere Lasten tragen. Dies führt zu einer verbesserten Effizienz und oft auch zu einer Reduktion der Herstellungs- und Wartungskosten.