Beschleunigte Abkühlung Flashcards
Langsame Abkühlung: Perlitbildung aus Austenit
Ordne das untereutektoide, eutektoide und das übereutektoide Gefügebild zu.
Folie 5
vgl. Folie 5
Hebelgesetz: Untereutektoide Legierungen
Folie 6
vgl. Folie 6
Um welche Gleichgewichtszustände handelt es sich?
Abkühlungsrate: sehr langsam
stabile Gleichgewichtszustände
Um welche Gleichgewichtszustände handelt es sich?
Abkühlungsrate: technisch langsam (Abkühlung an Luft)
meta-stabile Gleichgewichtszustände
–> niedrige Umwandlungstemperaturen als im stabilen Zustand
Um welche Gleichgewichtszustände handelt es sich?
Abkühlungsrate: langsam (Abkühlung an strömender Luft)
(noch) meta-stabile Gleichgewichtszustände
Abkühlungsrate: mittel-schnell (moderat) (Abkühlung im Ölbad)
Was bildet sich zwischen 500-200 °C und warum?
Bainit
- -> Diffusion stark eingeschränkt, insbesondere der Fe-Atome
- -> C-Atome sind noch gut beweglich, können noch gut diffundieren
Abkühlungsrate: schnell (Abschreckung in Wasser)
Was bildet sich zwischen 300 und 100 °C und warum?
Martensit
–> für Diffusion der Atome steht keine Zeit zur Verfügung, keine Diffusion der Fe- und C-Atome
Wahr oder falsch?
Bainit und Martensit sind keine Gleichgewichtszustände.
Wahr!
Wahr oder falsch?
Ab einer hohen, der kritischen Abkühlgeschwindigkeit,
kann die Diffusion des Kohlenstoffs nicht mehr stattfinden.
Die kubisch-flächenzentrierte Kristallstuktur des Austenits
bleibt erhalten, aber es entsteht in ihr eine raumzentrierte Zwangsstruktur mit nadeliger Form, die sehr hart und spröde ist, der Martensit, das Härtegefüge des Stahls.
Wahr!
Die Mikrostruktur des Bainit besteht aus “…“ (plattenförmige Phase) im Gegensatz zur “…” Perlitstruktur.
“Bainitnadeln”
“lamellaren”
Martensit: Latten- vs. Plattenstruktur
Folie 23
vgl. Folie 23
Nenne die Vor- und Nachteile von Martensit.
Pro
Höchste Härte
Höchste Festigkeit
Contra
Sprödheit
Nenne die Gründe für die Härte und Festigkeit von Martensit.
Kohlenstoffgehalt (auch Grund für die Sprödheit)
Versetzungen und Zwillingsgrenzen
Korngröße
Welches Kristallgitter hat Austenit?
kfz
Austenit + langsame Abühlung
Was entsteht? Welches Kristallgitter bildet sich? Diffusion?
Perlit
krz
diffusionskontrolliert
Austenit + moderate Abühlung
Was entsteht? Diffusion?
Bainit
diffusionskontrolliert
Austenit + schnelle Abühlung
Was entsteht? Welches Kristallgitter bildet sich? Diffusion?
Martensit
trz
diffusionslos
Welche Abkühlungsarten kennst du?
Isotherm (Temperatur wird an bestimmten Punkt länger gehalten –> Umwandungen)
Kontinuierlich (Abkühlung kontinuierlich auf Raumtemperatur)
Wofür steht ZTU?
Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagramm
Komplettes ZTU Diagramm für eine Eisen-Kohlenstoff- Legierung eutektoider Zusammensetzung
vgl. Folie 35
vgl. Folie 35
Austenit –> Martensit
zeitunabhängiger Prozess?
Wahr
Eine typisch “…” Abkühlung: Sturzkühlung (quenching) wird unterbrochen, getempert bei 480C und dann wieder Sturzkühlung, es entsteht Bainit.
isotherme
Wie lassen sich Positionen und Formen der ZTU-Kurven ändern?
Zugabe von anderen Elementen wie Cr, Ni, Mo, Si, Mn
Wahr oder falsch?
Bei kontinuierlicher Abkühlung entsteht nie Martensit.
Falsch!
Ab der kritischen Abkühlgeschwindigkeit entsteht Martensit.
Wahr oder falsch?
Bei kontinuierlicher Abkühlung kommt es zu keiner Bainitbildung bei unlegiertem Stahl mit eutektoider Zusammensetzung.
Wahr!
“…” erlauben die gezielte reproduzierbare Einstellung des Gefügezustands und damit der mechanischen Eigenschaften.
“ZTU-Diagramme”
Wahr oder falsch?
ZTU-Diagramme müssen für jede Zusammensetzung einzeln ermittelt werden.
Wahr
Wahr oder falsch?
ZTU-Diagramme sind nicht notwendig, weil Phasendiagramme alle entstehenden Gefüge
(Nicht-Gleichgewichtsgefüge) anzeigen.
Falsch!
ZTU-Diagramme sind notwendig, weil Phasendiagramme nicht alle entstehenden Gefüge
(Nicht-Gleichgewichtsgefüge) anzeigen.
Was soll mit dem Abschrecken erreicht werden?
A. Das Material soll für spätere Wärmebehandlungen bzw. Temperaturschwankungen im Betrieb abgehärtet werden.
B. Durch das Abschrecken werden die zur Ausscheidung der spröden Zweitphase (Fe3C) nötigen Diffusionsvorgänge unterdrückt.
C. Der durch das Glühen erhitzte Stahl soll rasch abgekühlt werden, um somit Spannungsrisse im Material zu vermeiden.
B
Warum wird im Bereich des Gamma-Mischkristalls geglüht?
Weil die kfz-Struktur des Gammagitters eine höhere C-Löslichkeit als die krz-Struktur des Ferrits besitzt.
Warum werden zum Austenitisieren üblicherweise Temperaturen von 30°C bis 50°C oberhalb von A3 bzw. A1 gewählt und nicht eine höhere Temperatur?
Grobkornbildung
Aus welchen Teilschritten setzt sich das Härten zusammen?
Austenitisieren + Abschrecken
Aus welchen wärmebehandlungstechnischen Teilschritten setzt sich das Vergüten zusammen?
Härten Anlassen
Welche Eigenschaft des Stahls, soll durch das erneute Erwärmen während des Anlassens verbessert werden?
Duktilität
Wie heißt der Umwandlungsprozess, der die Grundlage für die Härtung der Stähle ist?
martensitische Umwandlung
Die Umwandlung von Austenit nach Martensit verläuft in den betroffenen Bauteilen vollständig?
Falsch!
Die Umwandlung kann nicht vollständig ablaufen, weil die Verspannung durch das “Einsperren” der Kohlenstoffs dem Umklappen entgegen wirkt
In welchem Gittertyp befindet sich der Martensit nach der Umwandlung von höheren Temperaturen?
Der Martensit liegt tetragonal verzerrt vor.
Welche Parameter haben bei der Wärmbehandlung “Anlassen” einen signifikanten Einfluss auf die Eigenschaften des Gefüges?
Temperatur und Dauer sind die bestimmenden Faktoren
(…) Die beiden Begriffe sind Schlagworte im Bereich der Wärmebehandlung und gehören auch zum Prüfungsstoff der Vorlesung. Während “…” beschreibt, bis zu welcher Tiefe vom Rand in das Werkstück hinein gehärtet worden ist, gibt die “…” die maximale Härte bei optimalen Bedingungen für das Werkstück an. Dabei spielt der Ort der maximalen Härte weniger eine Rolle, als beispielsweise der C-Gehalt.
“Einhärtbarkeit”
“Aufhärtbarkeit”
Härten
Durch das “…” werden die zur Ausscheidung der spröden Zweitphase (Fe3C) nötigen Diffusionsvorgänge unterdrückt
“Abschrecken”
Wahr oder falsch?
Es wird im Bereich des gamma-MK geglüht, weil das kfz Gitter des gamma-MK eine höhere Löslichkeit hat, als das krz Gitter
Wahr
Warum werden zum Austenitisieren üblicherweise Temperaturen von 30°C bis 50°C oberhalb von A3 bzw. A1 gewählt und nicht eine höhere Temperatur?
Grobkornbildung
