Ab wie viel Prozent Kohlen- stoffgehalt, kann man Stahl härten?

Das hättest du leicht finden können..

Du brauchst mindestens 0,2%

Eines der wichtigsten Verfahren, mit dem Stahl behandelt wird, ist das Härten. Beim Härten von Stahl wird das Gefüge des Metalls derartig umgewandelt, dass sich die mechanische Widerstandsfähigkeit des Metalls erhöht. Das Härtungsverfahren verlangt, dass man dem jeweiligen Werkstück Wärme zuführt und es anschließend schnell abkühlt.

Beim plastischen Verformen eines Werkstücks aus Metall hat dies Versetzungen – also Gitterfehler im Kristall - in seinem Inneren zur Folge.

Wenn die Festigkeit des Werkstücks erhöht werden soll, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die zu Versetzungen führenden Bewegungen so weit wie möglich zu vermeiden.

Die so genannte Umwandlungshärtung gehört zu den wichtigsten Härtungsverfahren. Zur Durchführung der Umwandlungshärtung wird das Werkstück so weit erwärmt, dass sich das Ferrit in Austenit umwandelt. Austenit kann bedeutend mehr Kohlenstoff in gelösten Zustand enthalten, als das in Ferrit der Fall wäre (siehe auch: Eisen-Kohlenstoff-Diagramm).

Wenn Zementit (Fe3C) aufgelöst wird, wird der darin enthaltene Kohlenstoff im Austenit gelöst. Wird dann der mit Kohlenstoff angereicherte Austenit abgeschreckt, wird die Entmischung in Zementit und Ferrit verhindert. Die Kohlenstoffatome werden so zusagen festgehalten und das Eisengitter wird daran gehindert, in das kubisch-raumzentrierte α-Eisen überzugehen. Stattdessen entsteht ein tetragonal-verzerrtes und kubisch-raumzentriertes Gitter (Martensit), das eine Verspannung durch den Kohlenstoff erhält.

Bei dieser Art Härtung ist die Einhaltung der korrekten Abkühlgeschwindigkeit besonders wichtig. Dabei bildet sich umso mehr Martensit, je größer die Temperaturdifferenz bzw. die Unterkühlung ist. Die Umwandlungsgeschwindigkeit hängt dabei von der Auswahl der eingesetzten Abkühlmedien wie Öl, Wasser, Öl, reines Gas oder Luft ab. Darüber hinaus spielt die chemische Zusammensetzung des Stahls eine wichtige Rolle. Dabei trägt Kohlenstoff vor allem wegen seiner hohen Diffusionsgeschwindigkeit wesentlich zur Aufhärtbarkeit des Stahls bei. Demgegenüber bestimmen substitionelle Legierungselemente wie Chrom die Einhärtbarkeit des Werkstoffs. So erreichen Sie bei kleinen Bauteilen und großen Abschreckgeschwindigkeiten eine über den gesamten Werkzeugquerschnitt reichende Durchhärtung.

Um Stahl erfolgreich zu Härten, muss das Werkstück jedoch immer mindestens einen Gehalt von 0,2 % Kohlenstoff aufweisen.