Beschleunigte Abkühlung

Question 1

Langsame Abkühlung: Perlitbildung aus Austenit

Ordne das untereutektoide, eutektoide und das übereutektoide Gefügebild zu.

Folie 5

Answer 1

vgl. Folie 5

Question 2

Hebelgesetz: Untereutektoide Legierungen

Folie 6

Answer 2

vgl. Folie 6

Question 3

Um welche Gleichgewichtszustände handelt es sich?

Abkühlungsrate: sehr langsam

Answer 3

stabile Gleichgewichtszustände

Question 4

Um welche Gleichgewichtszustände handelt es sich?

Abkühlungsrate: technisch langsam (Abkühlung an Luft)

Answer 4

meta-stabile Gleichgewichtszustände

–> niedrige Umwandlungstemperaturen als im stabilen Zustand

Question 5

Um welche Gleichgewichtszustände handelt es sich?

Abkühlungsrate: langsam (Abkühlung an strömender Luft)

Answer 5

(noch) meta-stabile Gleichgewichtszustände

Question 6

Abkühlungsrate: mittel-schnell (moderat) (Abkühlung im Ölbad)

Was bildet sich zwischen 500-200 °C und warum?

Answer 6

Bainit

• -> Diffusion stark eingeschränkt, insbesondere der Fe-Atome
• -> C-Atome sind noch gut beweglich, können noch gut diffundieren

Question 7

Abkühlungsrate: schnell (Abschreckung in Wasser)

Was bildet sich zwischen 300 und 100 °C und warum?

Answer 7

Martensit

–> für Diffusion der Atome steht keine Zeit zur Verfügung, keine Diffusion der Fe- und C-Atome

Question 8

Wahr oder falsch?

Bainit und Martensit sind keine Gleichgewichtszustände.

Answer 8

Wahr!

Question 9

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.

Answer 9

Wahr!

Question 10

Die Mikrostruktur des Bainit besteht aus “…“ (plattenförmige Phase) im Gegensatz zur “…” Perlitstruktur.

Answer 10

“Bainitnadeln”

“lamellaren”

Question 11

Martensit: Latten- vs. Plattenstruktur

Folie 23

Answer 11

vgl. Folie 23

Question 12

Nenne die Vor- und Nachteile von Martensit.

Answer 12

Pro
Höchste Härte
Höchste Festigkeit

Contra
Sprödheit

Question 13

Nenne die Gründe für die Härte und Festigkeit von Martensit.

Answer 13

Kohlenstoffgehalt (auch Grund für die Sprödheit)

Versetzungen und Zwillingsgrenzen

Korngröße

Question 14

Welches Kristallgitter hat Austenit?

Answer 14

kfz

Question 15

Austenit + langsame Abühlung

Was entsteht? Welches Kristallgitter bildet sich? Diffusion?

Answer 15

Perlit

krz

diffusionskontrolliert

Question 16

Austenit + moderate Abühlung

Was entsteht? Diffusion?

Answer 16

Bainit

diffusionskontrolliert

Question 17

Austenit + schnelle Abühlung

Was entsteht? Welches Kristallgitter bildet sich? Diffusion?

Answer 17

Martensit

trz

diffusionslos

Question 18

Welche Abkühlungsarten kennst du?

Answer 18

Isotherm (Temperatur wird an bestimmten Punkt länger gehalten –> Umwandungen)

Kontinuierlich (Abkühlung kontinuierlich auf Raumtemperatur)

Question 19

Wofür steht ZTU?

Answer 19

Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagramm

Question 20

Komplettes ZTU Diagramm für eine Eisen-Kohlenstoff- Legierung eutektoider Zusammensetzung

vgl. Folie 35

Answer 20

vgl. Folie 35

Question 21

Austenit –> Martensit

zeitunabhängiger Prozess?

Answer 21

Wahr

Question 22

Eine typisch “…” Abkühlung: Sturzkühlung (quenching) wird unterbrochen, getempert bei 480C und dann wieder Sturzkühlung, es entsteht Bainit.

Answer 22

isotherme

Question 23

Wie lassen sich Positionen und Formen der ZTU-Kurven ändern?

Answer 23

Zugabe von anderen Elementen wie Cr, Ni, Mo, Si, Mn

Question 24

Wahr oder falsch?

Bei kontinuierlicher Abkühlung entsteht nie Martensit.

Answer 24

Falsch!

Ab der kritischen Abkühlgeschwindigkeit entsteht Martensit.

Question 25

Wahr oder falsch?

Bei kontinuierlicher Abkühlung kommt es zu keiner Bainitbildung bei unlegiertem Stahl mit eutektoider Zusammensetzung.

Answer 25

Wahr!

Question 26

“…” erlauben die gezielte reproduzierbare Einstellung des Gefügezustands und damit der mechanischen Eigenschaften.

Answer 26

“ZTU-Diagramme”

Question 27

Wahr oder falsch?

ZTU-Diagramme müssen für jede Zusammensetzung einzeln ermittelt werden.

Answer 27

Wahr

Question 28

Wahr oder falsch?

ZTU-Diagramme sind nicht notwendig, weil Phasendiagramme alle entstehenden Gefüge
(Nicht-Gleichgewichtsgefüge) anzeigen.

Answer 28

Falsch!

ZTU-Diagramme sind notwendig, weil Phasendiagramme nicht alle entstehenden Gefüge
(Nicht-Gleichgewichtsgefüge) anzeigen.

Question 29

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.

Answer 29

B

Question 30

Warum wird im Bereich des Gamma-Mischkristalls geglüht?

Answer 30

Weil die kfz-Struktur des Gammagitters eine höhere C-Löslichkeit als die krz-Struktur des Ferrits besitzt.

Question 31

Warum werden zum Austenitisieren üblicherweise Temperaturen von 30°C bis 50°C oberhalb von A3 bzw. A1 gewählt und nicht eine höhere Temperatur?

Answer 31

Grobkornbildung

Question 32

Aus welchen Teilschritten setzt sich das Härten zusammen?

Answer 32

Austenitisieren + Abschrecken

Question 33

Aus welchen wärmebehandlungstechnischen Teilschritten setzt sich das Vergüten zusammen?

Answer 33

Härten Anlassen

Question 34

Welche Eigenschaft des Stahls, soll durch das erneute Erwärmen während des Anlassens verbessert werden?

Answer 34

Duktilität

Question 35

Wie heißt der Umwandlungsprozess, der die Grundlage für die Härtung der Stähle ist?

Answer 35

martensitische Umwandlung

Question 36

Die Umwandlung von Austenit nach Martensit verläuft in den betroffenen Bauteilen vollständig?

Answer 36

Falsch!

Die Umwandlung kann nicht vollständig ablaufen, weil die Verspannung durch das “Einsperren” der Kohlenstoffs dem Umklappen entgegen wirkt

Question 37

In welchem Gittertyp befindet sich der Martensit nach der Umwandlung von höheren Temperaturen?

Answer 37

Der Martensit liegt tetragonal verzerrt vor.

Question 38

Welche Parameter haben bei der Wärmbehandlung “Anlassen” einen signifikanten Einfluss auf die Eigenschaften des Gefüges?

Answer 38

Temperatur und Dauer sind die bestimmenden Faktoren

Question 39

(…) 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.

Answer 39

“Einhärtbarkeit”

“Aufhärtbarkeit”

Question 40

Härten

Durch das “…” werden die zur Ausscheidung der spröden Zweitphase (Fe3C) nötigen Diffusionsvorgänge unterdrückt

Answer 40

“Abschrecken”

Question 41

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

Answer 41

Wahr

Question 42

Warum werden zum Austenitisieren üblicherweise Temperaturen von 30°C bis 50°C oberhalb von A3 bzw. A1 gewählt und nicht eine höhere Temperatur?

Answer 42

Grobkornbildung