Thermische behandlungen in kontrollierter atmosphäre

Trattamenti termici e Termochimici Acciai
Trattamenti termici metalli
  • Härten und Anlassen (Rekultivierung): Bezeichnet die Rekultivierung für den gesamten Wärmezyklus der Austenitisierung, Härten und Anlassen der Baustähle.
  • Stahlstandardisierung: Wärmebehandlung der vollständigen Austenitisierung, gefolgt von Abkühlen in ruhender Luft bis auf Raumtemperatur.
  • Glühen (vollständig, isotherm, Bearbeitbarkeit usw.) Glühen bedeutet die Wärmebehandlung der Austenitisierung, gefolgt von langsamem Abkühlen im Ofen, um die Umwandlung des Austenits unter Bedingungen zu erreichen, die dem Gleichgewicht am nächsten sind.
  • Spannung/ Stabilisierung: Erhitzen bei einer Temperatur zwischen 150 und 250 ° C, um die strukturellen Spannungen des tetragonalen Martensits, die durch Härten erhalten werden, zu beseitigen.
  • Subzero-Behandlungen: Unterkühlungsbehandlung, die nach dem Härten der Stücke vor dem Tempern durchgeführt wird, mit dem Ziel, einen möglichen Überschuss an restlichem Austenit der zementierten Schicht umzuwandeln.

Thermochemische behandlungen

Carbokalisierung, Rekarburierung und Carbonitrierung

 

Die thermochemischen Behandlungen, die wir durchführen, werden in geeigneten Atmosphären durchgeführt, die durch die Verwendung von „technischen Gasen“ erzeugt werden. Die glockenförmigen Öfen von SOLO Swiss ermöglichen dank ihrer Abmessungen die vertikale Härtung von Teilen bis zu 1050 mm Höhe. Darüber hinaus ermöglicht die elektrische Beheizung mehrerer Sektoren zusammen mit der Art der Ladungsverteilung eine ausgezeichnete Temperaturgleichmäßigkeit innerhalb der Kammer, was eine bessere Kontrolle der Verformungen ermöglicht.

 

CARBOCEMENTATION: Thermische Behandlung der Zementation im austenitischen Bereich, die darauf abzielt, die Oberflächenschicht der Stahlteile durch Diffusion in der festen Phase mit Kohlenstoff anzureichern.

 

AUFLADUNG: Wiederherstellung der Menge an Kohlenstoff in einer Legierung (normalerweise Eisen) im Falle von vorherigen Entkohlungsvorgängen.

 

CARBONITRURATION: Thermische Zementation im austenitischen Bereich in einem Medium, das gleichzeitig Kohlenstoff und Stickstoff liefern kann .

Deformationen in den thermischen behandlungen

Eines der Hauptprobleme für die Behandler sind die Deformationen nach dem gesamten thermischen Prozess.

 

Wie gesagt werden praktische Fälle sehr oft nicht in der Theorie reflektiert, einfach aufgrund der Schwierigkeit, die verschiedenen physikalischen Variablen zu identifizieren, die das Endergebnis entscheidend beeinflussen.

 

Als Ausgangspunkt müssen wir die Deformationen in zwei Arten unterteilen:

  • Dimensionsvariationen: Kontraktionen und Expansionen aufgrund struktureller Veränderungen während der Behandlung, die das Volumen des Stückes erhöhen oder verringern können, ohne seine Geometrie zu verändern (isotrope Variation). Diese Art von Variation tritt sehr selten auf, aufgrund der Tatsache, dass die Materialien im Allgemeinen heterogen sind und ihr Verhalten anisotrop ist.
  • Formvariationen oder Verzerrungen: Diese hängen von den anisotropen Volumenänderungen ab, vor allem aber von den durch innere Spannungen erzeugten elastisch / plastischen Verformungen. Sie hängen zu einem großen Teil von den thermischen Gradienten zwischen den verschiedenen Teilbereichen in der Heiz- und Kühlphase ab.

Die verschiedenen Theorien bezüglich Deformationen können weder die Zunahme des Volumens noch die Variation der Form vorhersagen, aber sie können ihre Natur erklären, um sie minimieren zu können, deshalb ist es notwendig, verschiedene Prozessparameter zu kontrollieren und zu definieren, abhängig von der verschiedene Arten von zu behandelnden Stücken.

 

Der Temperaturunterschied zwischen Kern und Oberfläche der Teile in den Phasen des Erwärmens und Abkühlens verursacht innere Spannungen, die in den meisten Fällen die Streckgrenze des Materials bei hohen Temperaturen übersteigen. Wenn dies geschieht, erfährt das Material Formabweichungen zusätzlich zu den inhärenten Dimensionsvariationen, die durch die Strukturänderung in der Austenitisierungs- und Härtungsphase verursacht werden.

 

In erster Linie muss die für die maschinelle Bearbeitung erforderliche Toleranz größer sein als das Minimum der durch die Strukturänderung verursachten Dimensionsänderungen, was für den theoretischen Fall einer isotropen Variation etwa 1% des Volumens und 0,3% der Maße beträgt.

In Fällen, in denen ein Restaustenitanteil vorliegt, nimmt die volumetrische Verformung direkt proportional zur Austenitmenge ab, und in einigen Fällen, in denen der Restaustenit sehr hoch ist, wie dies bei Werkzeugstählen mit hohem Kohlenstoffgehalt der Fall ist, kann es sogar zu einer Kontraktion des Volumens kommen.

 

Das obige Ursache-Wirkungs-Diagramm hilft zu verstehen, wie viele andere Parameter den Erfolg des gesamten Prozesses beeinflussen und dass die Wärmebehandlung nicht allein für die Deformationen verantwortlich ist.

 

Bibliographie und Referenzen:
[1] ASM Metals HandBook Band 04 – Wärmebehandlung
[2] Die Kriterien für die Auswahl und Behandlung von Struktur- und Werkzeugstählen Band 1 – Grundmetallurgie – Dr. Cesare Cibaldi
[3] Analyse der Probleme im Zusammenhang mit der Verformung von mechanischen Teilen aus 18NiCrMo5-Stahl, der einer thermochemischen Behandlung der Aufkohlung unterzogen wurde – OMME snc
29/08/16 Erarbeitet von Ing. Juan Carlos Inés Vilches

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