Werkstoffkunde...hilfe!!1

Wasserstoffgehärtet?

Gruß, Nick

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Michael Dahms schrieb:

Da gibt es dann auch noch eine "etwas" aufwendigere Methode: das Werkstück wird warm in eine werkstückangepaßte Düsenanordnung (Düsenfeld) eingebracht, und dann pusten die Düsen Druckgas (i. a. N2) auf die Werkstückoberfläche.

Vorteil:

- hohe Leistungsdichte auf der Oberfläche durch hohe Strömungsgeschwindigkeit

Nachteile:

- teuer (Gasverbrauch, Vorrichtung, Handling)

- Strömungen haben zwangsläufig Staupunkte und -linien auf der Werkstückoberfläche - dadurch ungleichmäßige Abkühlung. (Letzteres ist aber bei jedem Abschreckverfahren so)

Die (eine der) Idee(n) der Düsenfeldabschreckung ist, während des Abschreckvorgangs die Oberflächentemperatur pyrometrisch zu beobachten sowie die Geometrie des Werkstücks kontinuierlich zu vermessen und die Meßdaten auf die Ansteuerventile für die einzelnen Gasdüsen rückzukoppeln, um durch eine gezielte Abkühlung (Steuerung der Anströmgeschwindigkeit und Gamenge) einen gewünschten gleichmäßigen und verzugsarmen Härtungsverlauf zu erzielen.

Man muß sich klar machen, daß die Austenit-Martensit-Umwandlung beim Härten mit einer Dichteänderung des Gefüges verbunden ist - dadurch entstehen bei der Härtung lokal sehr hohe Spannungen im Werkstoff, die u. U. plastische Verformungen mit der Folge von Härteverzug oder gar Härtungsrissen verursachen; zugleich ändert sich die Werkstoffdichte auch noch durch die thermische Dehnung (bzw. Schrumpfung). Durch letzteres bekommt man während des Härtens hohe Zugspannungen im Außenbereich des Werkstücks, während sich im Innern Druckspannungen aufbauen, die den Zugspannungen das Gleichgewicht halten.

Beide Spannungsarten werden zunächst durch plastische Deformation ein wenig abgebaut. Das führt im Idealfall dazu, daß sich die Spannungsverhältnisse nach der Abkühlung umkehren: nun weist der Werkstoffkern Zugspannungen auf, die zu (erwünschten) Druckspannungszuständen in der harten Randschicht führen (kann aber bei konkaven Oberflächenbereichen auch wieder etwas anders aussehen - es gibt inzwischen einige FEM-Programme, mit denen man thermomechanische Zustände bei Gefügeumwandlungen simulieren kann - DEFORM-HT z. B.). Nur überlagert sich diesem gleichmäßigen, "unvermeidlichen" und durchaus erwünschten Verzug auch noch ein umregelmäßiger Verzugsanteil, der auf die lokal unterschiedlichen Umwandlungsgeschwindigkeiten bspw. aufgrund von Werkstoff- und Temperaturinhomogenitäten zurückzuführen ist, sowie teilweise bleibende Mikroeigenspannungen an Korngrenzen - diese Effekte führen unglücklicherweise dazu, daß Wellen krumm und Ringe unrund werden usw., und das ist leider teuer, weil es oft Hartbearbeitung erfordert.

Daher wird durchaus darüber nachgedacht, gar nicht erst die Prozeßschritte Weichbearbeitung - Härten - Hart(nach)bearbeitung vorzusehen, sondern gleich "aus dem Vollen" zu schnitzen, also das Halbzeugstück oder Schmiedeteil unbearbeitet durchzuhärten und anschließend das gehärtete Werkstück form- und oberflächengebend spanend zu bearbeiten. Zwar werden die Bearbeitungsmaschinen dabei stärker beansprucht und die Schneidwerkzeuge ziemlich stark verschlissen, aber es werden auch zwei komplette zeitaufwendige Prozeßschritte (Glühbehandlung, bspw. GKZ-Glühen, und Weichbearbeitung) eingespart. Und hartbearbeitet muß sowieso werden ...

Das wird durch Präzisionsschmiedeverfahren (Werkstückgewicht, Umformtemperatur und -kraft) mit angeschlossenem Härten "in einer Hitze" natürlich sehr unterstützt - ich glaube, in Hannover und Chemnitz wird daran gearbeitet. (Schmieden ist übrigens teuer und wird bei Kleinteilen gerne vermieden. Da kann man dann auch ganz gut die Formen spanabhebend aus Halbzeugabschnitten grob herausarbeiten (z. B. Ringe von Rohren abstechen) - die Halbzeugstangen sind vom Profilwalzen her ohnehin weichgeglüht und bearbeitbar.)

Wozu ist Schmieden eigentlich überhaupt gut? ;-)

Das Argument mit dem "Faserverlauf" und der Verfestigung überzeugt mich nicht so richtig (letztere sollte ohnehin schon beim Profilwalzen passiert sein, und Halbzeug aus hinreichend homogenisierten Schmelzen sollte auch kaum Seigerungen und mithin keine "Fasern" aufweisen).

Gruß aus Bremen Ralf

Hallo

Was wäre die "Standartanwendung" der Härtung mittels Düsenfeld? Danke :-)

MfG Christian

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Michael Dahms schrieb:

Das mit der Außenluft muß nicht sein, aber im Prinzip stimmt es natürlich.

Nicht zu vergessen das Sprühkompaktieren.

Das liegt dann aber weniger an der Umformung selbst als an der impliziten Wärmebehandlung.

1. kriegt man Poren durch Umformung nicht weg ("verschweißen" funktioniert nicht), sondern sie werden meistens nur plattgedrückt (außer, wenn die Umformung so intensiv ist, daß die innere Reibung den Werkstoff lokal "anschmilzt"), und
2. sollten alle diese angeblich so segensreichen Wirkungen der Warmumformung bereits beim Walzen des Halbzeugs zu erzielen sein - es geht dabei offenbar weniger um die Endformgebung, sondern um das Warmumformen an sich.

Beim Härten entstehen an den Seigerungsfasern zudem noch lokale Variationen der phasenumwandlungsbedingten Mikro-Eigenspannungen - am besten, man schafft sich diese Seigerungen gleich von vornherein durch geeignete Urformverfahren vom Halse, dann kann man sich die komplette Warmumformung sparen.

Gruß aus Bremen Ralf

Rekristallisation ohne Versetzungsdichte geht nicht.

man Preßschweißen

Zum Verschweißen ist der flüssige Zustand hilfreich aber nicht notwendig.

Ja.

Natürlich.

Genau. Seigerungen kann man sich durch Umformen nicht vom Hals schaffen. Aber es gibt natprlich auch in Pulver Mikroseigerungen.

Michael Dahms

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Michael Dahms schrieb:

Die Körnung ist nach der nächsten WB wieder weg. (Naja, fast: Während der Rekristallisation kommt es zu diffusionsbedingten Mikroseigerungen mit signifikanten Konzentrationsunterschieden von Legierungselementen an den Korngrenzen, und die gehen bei nachfolgenden WB bei niedrigeren Temperaturen, z. B. GKZ-Glühen oder Anlassen, natürlich auch nicht mehr oder kaum noch weg - immerhin ist der Sinn des GKZ-Glühens ja gerade, den häßlichen Netzperlit aufzulösen und kugelige Karbide einzuformen. Braucht man aber nur für eine Weichbearbeitung, sonst könnte man sich das auch schenken.)

Damit hast Du soeben der Schmiedeindustrie den Todesstoß versetzt. (Wurde auch mal Zeit.)

Letzteres führt aber nicht zu makroskopischen Inhomogenitäten, womit die werkstoffseitige Verzugsursache beim Härten beseitigt wäre und "nur" noch die verfahrenstechnischen Ursachen verbleiben.

Gruß aus Bremen Ralf

Am Mon, 10 Oct 2005 09:52:11 +0200 schrieb Michael Dahms:

Was soll ich da sagen? Du bist in einem Institut Forscher oder sowas? Ich bin Praktiker in einer Firma und es geht. Das ist nicht optimal, aber wenn man schon nach Auge (per Farbe) anlassen muss, dann sollte klar sein das nicht alle Top in der Technik sind. Aber: Das was ich härte funktioniert auch :-)

Mit freundlichen Grüßen Peter Nießen

Am Mon, 10 Oct 2005 01:15:42 +0200 schrieb Nick Müller:

Mache ich auch so im Normalfall, aber der Witz ist schon: Schweissbrenner und dann Pressluft ohne Ende! Nicht alles wird im Ofen gehärtet da ist die Praxis manchmal härter (nix ausbauen)

Mit freundlichen Grüßen Peter Nießen

Am Mon, 10 Oct 2005 09:55:19 +0200 schrieb Michael Dahms:

Im Rahmen der reinen Lehre gebe ich dir recht. Nur das ist nicht unbedingt Praxis. Es ist mir schon klar das ich alleine mit C45 Wunder bewirken könnte (bei richtiger Behandlung) aber das ist nicht der Stand auf dem ich Stähle härten kann. Und wenn es darauf ankommt wirklich gut zu härten gebe ich den Auftrag auch an Spezialisten.

Mit freundlichen Grüßen Peter Nießen

Welche Häerte erreicht der Praktiker in der Mitte einer

50x50x50-Klotzes? Meßwerte bitte! Die hat der Praktiker ja. Wenn er keine hat, weiß er gar nicht, ob Durchhärtung erreicht wurde.

Michael Dahms

Die Praxis ist, daß sich reiner Martensit bildet?

Oder ist die Praxis, daß etwas "gehärtet" genannt wird, was bei C45 gar keine Härte oberhalb 560HV hat?

Wie will der Praktiker denn dann nach dem Vergüten ausreichende Zähigkeit gerichtsfest /garantieren/?

In der Praxis wird viel gepfuscht, aber hoffentlich nur bei Teilen, wo es nichts so drauf ankommt.

Michael Dahms

Vielleicht ist ihm die Durchhärtung auch gleichgültig? "Aussen hart und innen zäh".

Gruß, Nick

Hallo Michael,

Für welche Anwendung bräuchte der Praktiker die Härte in der Mitte eines Klotzes bestimmen?

Siegfried

Da fehlt wohl ein "un" vor dem letzten Wort.

Gruß, Nick

Am Thu, 13 Oct 2005 10:33:46 +0200 schrieb Michael Dahms:

Wenn es so genau kommt, nehme ich die Arbeit von Experten (Härterei) in Anspruch. Dann wird auch eine sorgfältige Auswahl des Materials getroffen und 1.1730 ist da meistens nicht dabei.

Praxis heisst auch: Mal eben mit Bordmitteln etwas basteln. Ich bin nicht bei Merzedes beschäftigt. Mein Job heisst oft genug: Improvisiere etwas, und das ganz schnell, die Maschine steht! Und guck: Das C45 Klötzchen hat langeweile im Regal.

Mit freundlichen Grüßen Peter Nießen

Handwerkspraxis vielleicht. Wir sind hier allerdings in einer ingenieurwissenschftlichen Newgroup.

Auch ein Schiffsingenieur muß manchmal etwas mit Bordmitteln basteln, aber nur als Provisorium, und er tut nicht so, als ob das gut ist.

Michael Dahms

*Michael Dahms* wrote on Thu, 05-10-13 21:13:

Mir ist im ganzen Studium nie gesagt worden, daß ich gewisse Dinge nicht wissen darf. Und im Praktikum habe ich maches gelernt, das ich anders (als gymnastische Bücherwurm ohne Lehre) nie gelernt hätte.

Auf die Idee mit Autogenbrenner und Pressluft wäre ich selbst eher nicht gekommen, jetzt habe ich es, sollte der Fall je auftauchen, parat. Und wenn etwas den Inenieur im Vergleich zum erfahrenen Handwerker ausmacht, dann vielleicht, genau abschätzen und notfalls ausrechnen zu können, wo solche Provisorien lieber nicht versucht werden können. Wenn ich dagegen bei stehender Maschine dem Betriebsleiter nur sage "warte bis übernächsten Dienstag der Kundendienst kommt", dann kann er mich auch gleich durch die Schreibkraft im Einkauf ersetzen.

N.B: Harte Oberfläche bei zähem Kern ist m.W. häufiger gefordert als volle Härte, oder?

Dann soll man nicht behaupten, daß durchgehärtet wurde.

Michael Dahms

Nö. Es fehlt "Abrasiv-" vor "Verschleiß". :-)

Michael Dahms