Das Hitzebehandeln ist eine Gruppe von industriellen, und Metallbearbeitungsprozesse haben gepflegt, die ärztliche Untersuchung, und manchmal chemisch, Eigenschaften eines Materials zu verändern. Die allgemeinste Anwendung ist metallurgisch. Wärmebehandlungen werden auch in der Fertigung von vielen anderen Materialien wie Glas verwendet. Wärmebehandlung ist mit dem Gebrauch der Heizung oder des Abkühlens normalerweise zu äußersten Temperaturen verbunden, um ein gewünschtes Ergebnis wie das Härten oder die Erweichung eines Materials zu erreichen. Wärmebehandlungstechniken schließen das Ausglühen, das Fall-Härten, die Niederschlag-Stärkung, das Mildern und das Löschen ein. Es ist beachtenswert, dass, während der Begriff Wärmebehandlung nur für Prozesse gilt, wo die Heizung und das Abkühlen zum spezifischen Zweck getan werden, Eigenschaften absichtlich zu verändern, heizend und häufig kühl werdend, beiläufig während anderer Fertigungsverfahren wie das heiße Formen oder Schweißen vorkommen.

Physische Prozesse

Metallische Materialien bestehen aus einer Mikrostruktur von kleinen Kristallen genannt "Körner" oder crystallites. Die Natur der Körner (d. h. Korn-Größe und Zusammensetzung) ist einer der wirksamsten Faktoren, die das gesamte mechanische Verhalten des Metalls bestimmen können. Wärmebehandlung stellt eine effiziente Weise zur Verfügung, die Eigenschaften des Metalls durch das Steuern der Diffusionsgeschwindigkeit und der Rate des Abkühlens innerhalb der Mikrostruktur zu manipulieren.

Es gibt zwei Mechanismen, die Eigenschaften einer Legierung während der Wärmebehandlung ändern können. Die martensite Transformation veranlasst die Kristalle, wirklich zu deformieren. Der Verbreitungsmechanismus verursacht Änderungen in der Gleichartigkeit der Legierung.

Die Kristallstruktur besteht aus Atomen, die in einer sehr spezifischen Einordnung, genannt ein Gitter gruppiert werden. In den meisten Elementen wird diese Ordnung sich, abhängig von Bedingungen wie Temperatur und Druck umordnen. Diese Neuordnung, genannt allotropy oder polymorphism, kann mehrere Male bei vielen verschiedenen Temperaturen für ein besonderes Metall vorkommen. In der Legierung kann diese Neuordnung ein Element verursachen, das sich ins Grundmetall nicht normalerweise auflösen wird, um auflösbar plötzlich zu werden, während eine Umkehrung des allotropy die Elemente entweder teilweise oder völlig unlöslich machen wird.

Wenn im auflösbaren Staat der Prozess der Verbreitung die Atome des aufgelösten Elements veranlasst, sich auszubreiten, versuchend, einen homogenous Vertrieb innerhalb der Kristalle von Grundmetall zu bilden. Wenn die Legierung zu einem unlöslichen Staat abgekühlt wird, können die Atome der aufgelösten Bestandteile (solutes) aus der Lösung abwandern. Dieser Typ der Verbreitung, genannt Niederschlag, führt zu nucleation, wo die abwandernde Atom-Gruppe zusammen an den Korn-Grenzen. Das bildet eine Mikrostruktur, die allgemein aus zwei oder mehr verschiedenen Phasen besteht. Stahl, der langsam zum Beispiel abgekühlt worden ist, bildet eine lamellierte Struktur, die aus Wechselschichten von ferrite und cementite zusammengesetzt ist, weicher pearlite werdend.

Verschieden von der eisenbasierten Legierung erfährt der grösste Teil der Hitze treatable Legierung keine ferrite Transformation. In dieser Legierung verstärkt der nucleation an den Korn-Grenzen häufig die Struktur der Kristallmatrix. Diese Metalle werden durch den Niederschlag hart. Normalerweise ein langsamer Prozess, abhängig von der Temperatur, wird das häufig "das Altershärten" genannt.

Viele Metalle und Nichtmetalle stellen eine martensite Transformation, wenn abgekühlt, schnell aus. Wenn ein Metall sehr schnell abgekühlt wird, können die unlöslichen Atome nicht im Stande sein, aus der Lösung rechtzeitig abzuwandern. Das wird "diffusionless Transformation genannt." Wenn die Kristallmatrixänderungen zu seiner niedrigen Temperatureinordnung, die Atome des solute gefangen innerhalb des Gitters werden. Die gefangenen Atome verhindern die Kristallmatrix daran, sich in seine niedrige Temperatur allotrope völlig zu ändern, mähende Betonungen innerhalb des Gitters schaffend. Wenn eine Legierung schnell wie Stahl abgekühlt wird, härtet die martensite Transformation das Metall, während in anderen, wie Aluminium, die Legierung weicher wird.

Effekten der Zusammensetzung

Die spezifische Zusammensetzung eines Legierungssystems wird gewöhnlich eine große Wirkung auf die Ergebnisse des Hitzebehandelns haben. Wenn der Prozentsatz jedes Bestandteils gerade richtig ist, wird die Legierung eine einzelne, dauernde Mikrostruktur nach dem Abkühlen bilden. Wie man sagt, ist solch eine Mischung eutectoid. Jedoch, Wenn sich der Prozentsatz des solutes von der eutectoid Mischung ändert, werden sich zwei oder mehr verschiedene Mikrostrukturen gewöhnlich gleichzeitig formen. Eine hypoeutectoid Lösung enthält weniger von den solute als die Eutectoid-Mischung, während eine hypereutectoid Lösung mehr enthält.

Legierung von Eutectoid

Eine Eutectoid-Legierung ist im Verhalten einer eutektischen Legierung ähnlich. Eine eutektische Legierung wird charakterisiert, indem sie einen einzelnen Schmelzpunkt gehabt wird. Dieser Schmelzpunkt ist niedriger als dieser von einigen der Bestandteile, und keine Änderung in der Mischung wird den Schmelzpunkt noch weiter senken. Wenn eine geschmolzene eutektische Legierung abgekühlt wird, werden alle Bestandteile in ihre jeweiligen Phasen bei derselben Temperatur kristallisieren.

Eine Eutectoid-Legierung ist ähnlich, aber die Phase-Änderung kommt vor, nicht von einer Flüssigkeit, aber von einer festen Lösung. Nach dem Abkühlen einer Eutectoid-Legierung von der Lösungstemperatur werden sich die Bestandteile in verschiedene Kristallphasen trennen, eine einzelne Mikrostruktur bildend. Ein eutectoid Stahl enthält zum Beispiel 0.77-%-Kohlenstoff. Nach dem Abkühlen langsam wird sich die Lösung von Eisen und Kohlenstoff, (hat eine einzelne Phase austenite genannt), in Thrombozyte der Phasen ferrite und cementite trennen. Das formt sich eine layered Mikrostruktur hat pearlite genannt.

Da pearlite härter ist als Eisen, wird der Grad der Weichheit achieveable normalerweise darauf beschränkt, das durch den pearlite erzeugt ist. Ähnlich wird der hardenability durch die dauernde martensitic gebildete wenn abgekühlte Mikrostruktur sehr schnell beschränkt.

Legierung von Hypoeutectoid

Eine Hypoeutectic-Legierung hat zwei getrennte Schmelzpunkte. Beide sind über dem eutektischen Schmelzpunkt für das System, aber sind unter den Schmelzpunkten jedes Bestandteils, der das System bildet. Zwischen diesen zwei Schmelzpunkten wird die Legierung als Teil fest und Teil-Flüssigkeit bestehen. Der Bestandteil mit dem niedrigeren Schmelzpunkt wird zuerst fest werden. Wenn völlig konsolidiert, wird eine Hypoeutectic-Legierung häufig in der festen Lösung sein.

Ähnlich hat eine Hypoeutectoid-Legierung zwei kritische Temperaturen, genannt "Verhaftungen". Zwischen diesen zwei Temperaturen wird die Legierung teilweise als die Lösung und teilweise als eine getrennte kristallisierende Phase bestehen. Diese zwei Temperaturen werden das obere (A) und tiefer (A) Transformationstemperaturen genannt. Da die Lösung von der oberen Transformationstemperatur zu einem unlöslichen Staat kühl wird, wird das Übergrundmetall häufig zum "Kristallisieren" gezwungen. Das wird vorkommen, bis die restliche Konzentration von solutes das eutectoid Niveau erreicht, das dann als eine getrennte Mikrostruktur kristallisieren wird.

Ein hypoeutectoid Stahl enthält weniger als 0.77 % Kohlenstoff. Nach dem Abkühlen eines hypoeutectoid Stahls von der austenite Transformationstemperatur werden sich kleine Inseln von ferrite formen. Diese werden fortsetzen zu wachsen, bis die eutectoid Konzentration im Rest des Stahls erreicht wird. Diese eutectoid Mischung wird dann als eine Mikrostruktur von pearlite kristallisieren. Da ferrite weicher ist als pearlite, die zwei Mikrostruktur-Vereinigung, um die Dehnbarkeit der Legierung zu vergrößern. Folglich wird der hardenability der Legierung gesenkt.

Legierung von Hypereutectoid

Eine hypereutektische Legierung hat auch verschiedene Schmelzpunkte. Jedoch, zwischen diesen Punkten, ist es der Bestandteil mit dem höheren Schmelzpunkt, der fest sein wird. Ähnlich hat eine Hypereutectoid-Legierung zwei kritische Temperaturen. Wenn das Abkühlen eines hypereutectoid von der oberen Transformationstemperatur beeinträchtigt, wird es gewöhnlich das Übermaß solutes dieses Kristallisieren zuerst sein. Das geht weiter, bis die Konzentration in der restlichen Legierung eutectoid wird, der dann in eine getrennte Mikrostruktur kristallisiert.

Ein hypereutectoid Stahl enthält mehr als 0.77 % Kohlenstoff. Wenn er einen hypereutectoid Stahl langsam abkühlen wird, wird der cementite beginnen, zuerst zu kristallisieren. Wenn der restliche Stahl eutectoid in der Zusammensetzung wird, wird es in pearlite kristallisieren. Da cementite viel härter ist als pearlite, hat die Legierung größeren hardenability an Kosten in der Dehnbarkeit.

Effekten der Zeit und Temperatur

Das richtige Hitzebehandeln verlangt genaue Kontrolle über die Temperatur, Zeit, die bei einer bestimmten Temperatur und kühl werdender Rate gehalten ist.

Mit Ausnahme von der Betonungserleichterung, dem Mildern und dem Altern, beginnen die meisten Wärmebehandlungen durch die Heizung einer Legierung außer der oberen Transformation (A) Temperatur. Wie man gewöhnlich halten wird, wird die Legierung bei dieser Temperatur lange genug für die Hitze in die Legierung völlig eindringen, dadurch es in eine ganze feste Lösung bringend. Da eine kleinere Korn-Größe gewöhnlich mechanische Eigenschaften, wie Schwierigkeit, Scherfestigkeit und Zugbelastung erhöht, werden diese Metalle häufig zu einer Temperatur geheizt, die gerade über der oberen kritischen Temperatur ist, um die Körner der Lösung zu hindern, zu groß zu wachsen. Zum Beispiel, wenn Stahl über der oberen kritischen Temperatur, den kleinen Körnern der Austenite-Form geheizt wird. Diese wachsen größer, weil Temperatur vergrößert wird. Wenn abgekühlt, sehr schnell, während einer martensite Transformation, betrifft die austenite Korn-Größe direkt die martensitic Korn-Größe. Größere Körner haben große Korn-Grenzen, die als schwache Punkte in der Struktur dienen. Die Korn-Größe wird gewöhnlich kontrolliert, um die Wahrscheinlichkeit der Brechung zu reduzieren.

Die Verbreitungstransformation ist sehr zeitabhängig. Das Abkühlen eines Metalls wird gewöhnlich den Niederschlag zu einer viel niedrigeren Temperatur unterdrücken. Austenite besteht zum Beispiel gewöhnlich nur über der oberen kritischen Temperatur. Jedoch, wenn der austenite schnell genug abgekühlt wird, kann die Transformation für Hunderte von Graden unter der niedrigeren kritischen Temperatur unterdrückt werden. Solcher austenite ist hoch nicht stabil und, wenn gegeben, genug Zeit, wird sich in verschiedene Mikrostrukturen von ferrite und cementite niederschlagen. Die kühl werdende Rate kann verwendet werden, um die Rate des Korn-Wachstums zu kontrollieren, oder kann sogar verwendet werden, um teilweise martensitic Mikrostrukturen zu erzeugen. Jedoch ist die martensite Transformation zeitunabhängig. Wenn die Legierung zur martensite Transformation (M) Temperatur abgekühlt wird, bevor sich andere Mikrostrukturen völlig formen können, wird die Transformation gewöhnlich an gerade unter der Geschwindigkeit des Tons vorkommen.

Wenn austenite langsam genug abgekühlt wird, dass eine martensite Transformation nicht vorkommt, wird die austenite Korn-Größe eine Wirkung auf die Rate von nucleation haben, aber es ist allgemein Temperatur und die Rate des Abkühlens, das die Korn-Größe und Mikrostruktur kontrolliert. Wenn austenite äußerst langsam abgekühlt wird, wird er große ferrite mit kugelförmigen Einschließungen von cementite gefüllte Kristalle bilden. Diese Mikrostruktur wird "sphereoidite" genannt. Wenn abgekühlt, ein wenig schneller, dann wird sich rauer pearlite formen. Noch schneller, und wird sich feiner pearlite formen. Wenn abgekühlt, noch schneller wird sich bainite formen. Ähnlich werden sich diese Mikrostrukturen auch, wenn abgekühlt, zu einer spezifischen Temperatur und dann gehalten dort seit einer bestimmten Zeit formen.

Der grösste Teil nicht eisenhaltigen Legierung wird auch geheizt, um eine Lösung zu bilden. Meistenteils werden diese dann sehr schnell abgekühlt, um eine martensite Transformation zu erzeugen, die Lösung in einen superdurchtränkten Staat stellend. Die Legierung, in einem viel weicheren Staat seiend, kann dann kalt sein hat gearbeitet. Dieser kalte Arbeitszunahmen neigen die Kraft und Härte der Legierung und die durch die Plastikdeformierung verursachten Defekte dazu, Niederschlag zu beschleunigen, die Härte außer vergrößernd, was für die Legierung normal ist. Selbst wenn nicht kalt gearbeitet hat, wird sich der solutes in dieser Legierung gewöhnlich niederschlagen, obwohl der Prozess viel länger nehmen kann. Manchmal werden diese Metalle dann zu einer Temperatur geheizt, die unter der niedrigeren kritischen (A) Temperatur ist, Rekristallisierung, um zur Beschleunigung der Niederschlag verhindernd.

Techniken

Komplizierte Hitzebehandeln-Listen oder "Zyklen", werden häufig von Metallurgen ausgedacht, um mechanische Eigenschaften einer Legierung zu optimieren. In der Raumfahrtindustrie kann eine Superlegierung fünf oder mehr verschiedene Hitzebehandeln-Operationen erleben, um die gewünschten Eigenschaften zu entwickeln. Das kann zu Qualitätsproblemen abhängig von der Genauigkeit der Temperatursteuerungen und Zeitmessers des Brennofens führen.

Das Ausglühen

Das Ausglühen ist ein eher verallgemeinerter Begriff. Das Ausglühen besteht daraus, ein Metall zu einer spezifischen Temperatur zu heizen und dann an einer Rate kühl zu werden, die eine raffinierte Mikrostruktur erzeugen wird. Das Ausglühen wird meistenteils verwendet, um ein Metall für das kalte Arbeiten weich zu machen, machinability zu verbessern, oder Eigenschaften wie elektrisches Leitvermögen zu erhöhen.

In der Eisenlegierung wird das Ausglühen gewöhnlich durch die Heizung vom Metall außer der oberen kritischen Temperatur und dann das Abkühlen sehr langsam vollbracht, auf die Bildung von pearlite hinauslaufend. Sowohl in reinen Metallen als auch in vieler Legierung, die Hitze nicht sein kann, hat behandelt, das Ausglühen wird verwendet, um die durch das kalte Arbeiten verursachte Härte zu entfernen. Das Metall wird zu einer Temperatur geheizt, wo Rekristallisierung vorkommen kann, dadurch die durch die Plastikdeformierung verursachten Defekte reparierend. In diesen Metallen wird die Rate des Abkühlens gewöhnlich wenig Wirkung haben. Der grösste Teil nicht eisenhaltigen Legierung, die Hitze-Treatable ist, wird auch ausgeglüht, um die Härte vom kalten Arbeiten zu erleichtern. Diese können langsam abgekühlt werden, um vollen Niederschlag der Bestandteile zu erlauben und eine raffinierte Mikrostruktur zu erzeugen.

Eisenlegierung ist gewöhnlich entweder "voller ausgeglühter" oder "ausgeglühter Prozess." Das volle Ausglühen verlangt sehr langsame kühl werdende Raten, um rauen pearlite zu bilden. Im Prozess-Ausglühen kann die kühl werdende Rate schneller sein; bis zu, und einschließlich des Normalisierens. Die Hauptabsicht des Prozess-Ausglühens ist, eine gleichförmige Mikrostruktur zu erzeugen. Nicht eisenhaltige Legierung wird häufig einer Vielfalt unterworfen, Techniken, einschließlich des "Rekristallisierungsausglühens," "das teilweise Ausglühen," "das volle Ausglühen," und "Endausglühen auszuglühen." Nicht alle Ausglühen-Techniken sind mit Rekristallisierung wie Betonungserleichterung verbunden.

Das Normalisieren

Das Normalisieren ist eine Technik, die verwendet ist, um Gleichförmigkeit in der Korn-Größe und Zusammensetzung überall in einer Legierung zur Verfügung zu stellen. Der Begriff wird häufig für die Eisenlegierung gebraucht, die über der oberen kritischen Temperatur geheizt und dann in der Landluft abgekühlt worden ist. Das Normalisieren gibt härteren und stärkeren Stahl, aber mit weniger Dehnbarkeit für dieselbe Zusammensetzung als das volle Ausglühen.

Betonungserleichterung

Betonungserleichterung ist eine Technik, um die inneren in einem Metall geschaffenen Betonungen zu entfernen oder zu reduzieren. Diese Betonungen können auf mehrere Weisen im Intervall von der Kälte verursacht werden, die zum ungleichförmigen Abkühlen arbeitet. Betonungserleichterung wird gewöhnlich durch die Heizung eines Metalls unter der niedrigeren kritischen Temperatur und dann das Abkühlen gleichförmig vollbracht.

Altern

Einige Metalle werden als Niederschlag-Härtemetalle klassifiziert. Wenn eine Niederschlag-Härtelegierung gelöscht wird, werden seine Legierungselemente in der Lösung gefangen, auf ein weiches Metall hinauslaufend. Das Altern eines "solutionized" Metalls wird den Legierungselementen erlauben, sich durch die Mikrostruktur zu verbreiten und intermetallische Partikeln zu bilden. Diese intermetallischen Partikeln werden nucleate und Fall aus der Lösung und als eine Verstärkungsphase handeln, dadurch die Kraft der Legierung vergrößernd. Legierung kann "natürlich" das Meinen alt machen, das Form bei der Raumtemperatur hinabstürzt, oder sie "künstlich" alt werden können, wenn nur Form bei Hochtemperaturen hinabstürzt. In einigen Anwendungen, natürlich Legierung alt machend, kann in einem Gefrierschrank versorgt werden, um zu verhindern, bis weitere Operationen hart zu werden - der Zusammenbau von Nieten kann zum Beispiel mit einem weicheren Teil leichter sein.

Beispiele der Niederschlag-Härtelegierung schließen 2000 Reihen, 6000 Reihen, und 7000 Reihe-Aluminiumlegierung, sowie eine Superlegierung und einige rostfreie Stahle ein. Stahle, die durch das Altern hart werden, werden normalerweise maraging Stahle, von einer Kombination des Begriffes "martensite Altern genannt."

Das Löschen

Das Löschen ist ein Prozess, ein Metall sehr schnell abzukühlen. Das wird meistenteils getan, um eine martensite Transformation zu erzeugen. In der Eisenlegierung wird das häufig ein härteres Metall erzeugen, während nicht eisenhaltige Legierung gewöhnlich weicher werden wird als normal.

Um durch das Löschen hart zu werden, muss ein Metall (gewöhnlich Stahl oder Gusseisen) über der oberen kritischen Temperatur geheizt und dann schnell abgekühlt werden. Abhängig von der Legierung und den anderen Rücksichten (wie Sorge für die maximale Härte gegen das Knacken und die Verzerrung) kann das Abkühlen mit erzwungener Luft oder anderem Benzin, (wie Stickstoff) getan werden. Flüssigkeiten, können wegen ihres besseren Thermalleitvermögens, wie Wasser, Öl, ein Polymer verwendet werden, das in Wasser oder einem Salzwasser aufgelöst ist. Darauf, schnell abgekühlt zu werden, wird sich ein Teil von austenite (Abhängiger auf der Legierungszusammensetzung) zu martensite, einer harten, spröden kristallenen Struktur verwandeln. Die gelöschte Härte eines Metalls hängt von seiner chemischen Zusammensetzung und Löschen-Methode ab. Geschwindigkeiten vom schnellsten bis langsamsten kühl zu werden, geht von Polymer (i.e.silicon), Salzwasser, Süßwasser, Öl und gezwungener Luft. Jedoch kann das Löschen eines bestimmten Stahls zu schnell auf das Knacken hinauslaufen, das ist, warum höherfeste Stahle wie AISI 4140 in Öl gelöscht werden sollten, sollten Werkzeug-Stahle wie ISO 1.2767 oder H13 heißer Arbeitswerkzeug-Stahl in erzwungener Luft, und niedriger Legierung oder mittler-dehnbaren Stahlen wie XK1320 gelöscht werden, oder AISI 1040 sollte im Salzwasser oder Wasser gelöscht werden.

Jedoch, die meisten Nichteisenmetalle, wie Legierung von Kupfer, Aluminium, oder Nickel und einigen hohen Legierungsstahlen wie rostfreier Austenitic-Stahl (304, 316), erzeugen eine entgegengesetzte Wirkung, wenn diese gelöscht werden: Sie erweichen sich. Rostfreie Stahle von Austenitic müssen gelöscht werden, um völlig widerstandsfähige Korrosion zu werden, weil sie arbeiten - werden bedeutsam hart.

Das Mildern

Ungehärteter martensitic Stahl, während sehr hart, ist zu spröde, um für die meisten Anwendungen nützlich zu sein. Eine Methode, um dieses Problem zu erleichtern, wird genannt mildernd. Die meisten Anwendungen verlangen, dass Teile gelöscht hat gemildert werden. Das Mildern besteht daraus, einen Stahl unter der niedrigeren kritischen Temperatur, (häufig von 400 bis 1105 F oder 205 bis 595 C, abhängig von den gewünschten Ergebnissen) zu heizen, eine Schwierigkeit zu geben. Höher wird das Mildern von Temperaturen, (kann bis zu 1,300 F oder 700 C, abhängig von der Legierung und Anwendung sein), manchmal verwendet, um weitere Dehnbarkeit zu geben, obwohl etwas Ertrag-Kraft verloren wird.

Das Mildern kann auch auf normalisierten Stahlen durchgeführt werden. Andere Methoden zu mildern bestehen aus dem Löschen zu einer spezifischen Temperatur, die über der Martensite-Anfang-Temperatur und dann dem Halten davon dort ist, bis sich reiner bainite formen kann oder innere Betonungen erleichtert werden können. Diese schließen austempering und martempering ein.

Das Mildern von Farben

Stahl, der frisch Boden gewesen oder glänzend geworden ist, wird Oxydschichten, wenn geheizt, bilden. Bei einer sehr spezifischen Temperatur wird das Eisenoxid eine Schicht mit einer sehr spezifischen Dicke bilden, Dünnfilm-Einmischung verursachend. Das veranlasst Farben, auf der Oberfläche des Stahls zu erscheinen. Da Temperatur vergrößert wird, wächst die Eisenoxid-Schicht in der Dicke, die Farbe ändernd. Diese Farben, genannt das Mildern von Farben, sind seit Jahrhunderten verwendet worden, um die Temperatur des Metalls zu messen. Um 350F (176C) wird der Stahl anfangen, einen sehr leichten, gelblichen Farbton zu übernehmen. An 400F (204C) wird der Stahl eine erkennbare Farbe des leichten Strohes, und an 440F (226C) werden, die Farbe wird dunkles Stroh werden. An 500F (260C) wird Stahl braun werden, während an 540F (282C) es purpurrot werden wird. An 590F (310C) dreht der Stahl ein sehr Tiefblau, aber an 640F (337C) wird es ein ziemlich Hellblau.

Die Mildern-Farben können verwendet werden, um die Endeigenschaften des gehärteten Stahls zu beurteilen. Sehr harter Werkzeug-Stahl wird häufig im Licht zur dunklen Strohreihe gemildert, wohingegen Federstahl häufig zum Blau gemildert wird. Jedoch wird sich die Endhärte des gehärteten Stahls abhängig von der Zusammensetzung des Stahls ändern. Der Oxydfilm wird auch in der Dicke mit der Zeit zunehmen. Deshalb kann Stahl, der an 400F seit einer sehr langen Zeit gehalten worden ist, braun oder purpurrot werden, wenn auch die Temperatur nie zu weit gegangen ist, der eine leichte Strohfarbe erzeugen musste. Andere Faktoren, die das Endresultat betreffen, sind Ölfilme auf der Oberfläche und dem Typ der verwendeten Hitzequelle.

Das auswählende Härten

Viele Hitzebehandeln-Methoden sind entwickelt worden, um die Eigenschaften nur eines Teils eines Gegenstands zu verändern. Diese neigen dazu, entweder aus dem Abkühlen verschiedener Gebiete einer Legierung an verschiedenen Raten, durch die schnelle Heizung in einem lokalisierten Gebiet und dann dem Löschen, oder durch die thermochemical Verbreitung zu bestehen.

Das Differenzialhärten

Einige Techniken erlauben verschiedenen Gebieten eines einzelnen Gegenstands, verschiedene Wärmebehandlungen zu erhalten. Das wird das Differenzialhärten genannt. Es ist in hohen Qualitätsmessern und Schwertern üblich. Der chinesische jian ist eines der frühsten bekannten Beispiele davon, und der japanische katana kann am weitesten bekannt sein. Der nepalesische Khukuri ist ein anderes Beispiel. Diese Technik verwendet eine Isolieren-Schicht wie Schichten von Ton, um die Gebiete zu bedecken, die weich bleiben sollen. Die zu härtenden Gebiete werden ausgestellt verlassen, nur bestimmten Teilen des Stahls erlaubend, wenn gelöscht, völlig hart zu werden.

Das Flamme-Härten

Das Flamme-Härten wird verwendet, um nur einen Teil eines Metalls zu härten. Verschieden vom Differenzialhärten, wo das komplette Stück geheizt und dann an verschiedenen Raten im Flamme-Härten abgekühlt wird, wird nur ein Teil des Metalls vor dem Löschen geheizt. Das ist gewöhnlich leichter als das Differenzialhärten, aber erzeugt häufig eine äußerst spröde Zone zwischen dem erhitzten Metall und dem unerhitzten Metall, als kühl werdend am Rand dieser Hitze betroffene Zone ist äußerst schnell.

Das Induktionshärten

Das Induktionshärten ist eine Oberflächenhärtetechnik, in der die Oberfläche des Metalls sehr schnell mit einer Methode ohne Kontakt der Induktionsheizung geheizt wird. Die Legierung wird dann gelöscht, eine martensite Transformation an der Oberfläche erzeugend, während man das zu Grunde liegende Metall unverändert verlässt. Das schafft einen sehr harten, tragen Sie widerstandsfähige Oberfläche, während Sie die richtige Schwierigkeit in der Mehrheit des Gegenstands aufrechterhalten. Kurbelwelle-Zeitschriften sind ein gutes Beispiel einer Induktion gehärtete Oberfläche.

Das Fall-Härten

Das Fall-Härten ist ein thermochemical Diffusionsprozess, in dem sich ein Legierungselement, meistens Kohlenstoff oder Stickstoff, in die Oberfläche eines monolithischen Metalls verbreitet. Die resultierende zwischenräumliche feste Lösung ist härter als das Grundmaterial, das Verschleißfestigkeit verbessert, ohne Schwierigkeit zu opfern.

Laseroberflächentechnik ist eine Oberflächenbehandlung mit der hohen Vielseitigkeit, der Selektivität und den neuartigen Eigenschaften. Da die kühl werdende Rate in der Laserbehandlung sehr hoch ist, metastable sogar metallisches Glas kann durch diese Methode erhalten werden.

Das kalte und kälteerzeugende Behandeln

Obwohl das Löschen von Stahl den austenite veranlasst, sich zu martensite zu verwandeln, verwandeln sich alle austenite gewöhnlich nicht. Ein austenite wird unverändert sogar nach dem Löschen unter dem Martensite-Schluss (M) Temperatur bleiben. Weiter kann precipitiation des austenite in martensite durch das langsame Abkühlen vom Metall zu äußerst niedrigen Temperaturen veranlasst werden. Das kalte Behandeln besteht allgemein daraus, den Stahl zu ungefähr-115 F (-81 C) abzukühlen, aber beseitigt alle austenite nicht. Das kälteerzeugende Behandeln besteht gewöhnlich aus dem Abkühlen zu viel niedrigeren Temperaturen, häufig im Rahmen-315 F (-192 C), um die meisten austenite in martensite umzugestalten.

Kalte und kälteerzeugende Behandlungen werden normalerweise sofort nach dem Löschen vor jedem Mildern getan, und werden die Härte, Verschleißfestigkeit vergrößern, und die inneren Betonungen im Metall reduzieren, aber, weil es wirklich eine Erweiterung des Löschen-Prozesses ist, kann es die Chancen vergrößern, während des Verfahrens zu krachen. Der Prozess wird häufig für Werkzeuge, Lager oder andere Sachen verwendet, die gute Verschleißfestigkeit verlangen. Jedoch ist es gewöhnlich nur in hohem Kohlenstoff oder Stahlen der hohen Legierung wirksam, in denen mehr als 10 % austenite nach dem Löschen behalten wird.

Spezifizierung

Gewöhnlich wird die Endbedingung statt des in der Wärmebehandlung verwendeten Prozesses angegeben.

Das Fall-Härten

Das Fall-Härten wird durch die Härte und Fall-Tiefe angegeben. Die Fall-Tiefe kann auf zwei Weisen angegeben werden: Gesamtfall-Tiefe oder wirksame Fall-Tiefe. Die Gesamtfall-Tiefe ist die wahre Tiefe des Falls. Die wirksame Fall-Tiefe ist die Tiefe des Falls, der eine von HRC50 gleichwertige Härte hat; das wird auf einem Mikrohärte-Prüfer von Tukon überprüft. Diesem Wert kann als 65 % der Gesamtfall-Tiefe grob näher gekommen werden; jedoch können die chemische Zusammensetzung und hardenability diese Annäherung betreffen. Wenn kein Typ der Fall-Tiefe angegeben wird, wird die Gesamtfall-Tiefe angenommen.

Weil Fall Teile gehärtet hat, sollte die Spezifizierung eine Toleranz von mindestens ± haben. Wenn der Teil Boden sein soll, nachdem Wärmebehandlung, wie man annimmt, die Fall-Tiefe danach mahlt.

Die Rockwell für die Spezifizierung verwendete Härte-Skala hängt von der Tiefe der Gesamtfall-Tiefe, wie gezeigt, im Tisch unten ab. Gewöhnlich wird Härte auf Rockwell "C" Skala gemessen, aber die auf der Skala verwendete Last wird durch den Fall eindringen, wenn der Fall weniger ist als. Das Verwenden Rockwell "C" für einen dünneren Fall wird auf ein falsches Lesen hinauslaufen.

Für Fälle, die weniger als dick sind, kann eine Skala von Rockwell nicht zuverlässig verwendet werden, ist stattdessen angegeben auch. Datei ist hart zu 58 HRC ungefähr gleichwertig.

man die Härte angibt, sollte entweder eine Reihe gegeben werden oder die minimale angegebene Härte. Wenn eine Reihe angegeben wird, sollten mindestens 5 Punkte gegeben werden.

Durch das Härten

Nur Härte wird für durch das Härten verzeichnet. Es ist gewöhnlich in der Form von HRC mit mindestens einer fünf Punkt-Reihe.

Das Ausglühen

Die Härte für einen Ausglühen-Prozess wird gewöhnlich auf der HRB-Skala als ein maximaler Wert verzeichnet.

Siehe auch

• Flussstahl
• Karbonisieren
• Verbreitung, die hart wird
• Induktion, die hart wird

Weiterführende Literatur

• "Metallurgie von Physicsal" V. Raghavan

Links

• Hitze, die Grundlagen-Video behandelt