Ist Vergüten und die Ausscheidungshärtung im Groben das Selbe?
Hallo,
ich schreibe in zwei Tagen meine Klausur in Werkstoffkunde. Ich komme aber einfach nicht darauf was der Unterschied zwischen dem Anlassen bei Vergütung und dem Ausscheidungsvorgang bei der Ausscheidungshärtung ist, außer dass das eine für Stahl ist und das andere für NE-Legierungen.
-Bei beiden Vorgängen wird der Werkstoff gehärtet, abgeschreckt und dann nochmal erwärmt
-je niedriger die Anlass- bzw. Ausscheidungstemperatur und je höher die Zeit desto feiner die Ausscheidungen. Also wird der Werkstoff zäher und weicher, wobei die Härte abnimmt
Ich soll in der Klausur beide in verschiedenen Aufgaben grob erklären und ich kann ja schlecht zwei Mal das Selbe aufschreiben. So wie ich das sehe kann ich die beiden Vorgänge schlecht auseinanderhalten ohne gleich zu tief ins Detail zu gehen und eine halbe Seite zu schreiben(wozu auch kein Platz auf dem Lösungsblatt vorhanden ist).
Also wo liegt jetzt bei den beiden Wärmebehandlungen der Unterschied im Groben? Was übersehe ich? Bitte keine Wikipediaartikel oder Sachtexte. Von denen habe ich schon zu viele durchgelesen.
3 Antworten
Hallo, da gibt es grundsätzliche Unterschiede!
Härten beruht auf der Gitterumwandlung des Eisens von der kubisch-flächenzentrierten Struktur (bei der der das Kohlenstoffatom in der Würfelmitte sitzt) in die für den Kohlenstoff normalerweise nahezu unlösliche kubisch-raumzentrierte Struktur. Wenn, wie beim Härten, sehr schnell diese Gitterumwandlung durchlaufen wird, dann hat der Kohlenstoff keine Zeit auszudiffundieren und bleibt im kubisch-raumzentrierten Gitter zwangsgelöst ("gefangen"). Dies verzerrt die gesamte atomare Struktur und führt so zu einer sehr großen Härte (Erschwerung der Versetzungsbewegung).
Die Ausscheidungshärtung hat nicht notwendigerweise etwas mit einer Gitterumwandlung zu tun. Obwohl auch dort bestimmte Atome (die später die Ausscheidung bilden) zunächst in der Gitterstruktur zwangsgelöst sind. Durch Diffusionsprozesse bilden sich aus dieser sogenannten "übersättigten" Gitterstruktur Ausscheidungen (dies kann Stunden, Tage, Wochen oder gar Jahre dauern -> gerade beim "altern"!). Diese Ausscheidungen Erschweren ebenfalls die Versetzungsbewegung und führen damit zu einem Festigkeitsanstieg bzw. Härteanstieg.
Hier weiterführende Links:
Danke. Habe die Klausur gestern geschrieben, aber jetzt weiß ich es für nächstes Semester^^
Hallo, das Härten von Kohlenstoff-Stahl ist eine Umwandlung von kfz Gamma (Austenit) in tetragonal rz Alpha Strich (Ferrit bzw. Martensit). Im Moment des Umwandelns sind Austenit und Martensit noch gittermäßig fast identisch (Kurdjumov Sachs Beziehung/Bain Transformation), erst nach einiger Zeit (3 Minuten verschieben sich die Atome gering noch so weit, daß die volle Härte (infolge des verspannten Gitters) vorherrscht. Gleich nach dem Härten kann daher der Stahl sogar noch gerichtet werden. Ein Vergüten erbringt eine Ausscheidung von Fe3C bzw. M3C aus dem Austenit. Dadurch wird eine Härteerniedrigung (geringere Verspannung) und eine bessere Zähigkeit erzielt. Nun gibts aber auch die sekundärhärtenden Stähle wie bspw Schnellarbeitsstahl HSS. Durch Anlassen des gehärteten HSS bei ca. 550°C scheidet sich Sonderkarbid aus der Matrix aus. Noch vorhandener Restaustenit verarmt an C, wodurch die Martensitstarttemperatur steigt und zu Martensit zerfällt . Die Matrix aus Martensit wird weicher, zäher - aber die ausgeschiedenen Sonderkarbide (MC, MC2) blockieren die Gleitebenen, wodurch trotz weicheren Martensites unterm Strich eine Härtesteigerung erzielt wird - die Sekundärhärte. Der frisch entstandene c-ärmer Martensit muß noch ein 2. Mal angelassen werden.
Grundsätzlich entstehen beim Ausscheidungshärten mit dem Wirtsgitter kohärente, teilkohärente oder inkohärente Ausscheidungen, insb. bei bspw. Aluminium gebräuchlich. Martensit ist eine Umwandlungshärtung. Härtesteigernde Ausscheidungen, die ko-, teilko- und inkohärent sein können, steigern die Härte durch Blockieren der Gleitebenen. Gruß Osmond
http://www.mawi.tu-darmstadt.de/media/phm/5semester/ausscheidungshrtungiv.pdf
http://www.ww.tu-freiberg.de/mk/Dokumente/DGM/Ausscheidung.pdf
Härten von Stahl geschieht doch durch Zufuhr von Kohlenstoff. Das wäre bei Ausscheidungshärten nicht der Fall da da was Reduziert wird, meine Meinung
http://www.chemie.de/lexikon/H%C3%A4rten_%28Stahl%29.html