Rohdetherm

Härten

Das Härten ist nach DIN 17014 folgendermaßen definiert: Abkühlen von einer Temperatur oberhalb der Umwandlungspunkte A3 bzw. A1 mit solcher Geschwindigkeit, dass oberflächlich oder durchgreifend eine erhebliche Härtesteigerung, in der Regel durch Martensit-
bildung, eintritt. Das Erwärmen muss auf eine Temperatur über die Umwandlungspunkte Ac1 oder Ac3 und das Abkühlen von einer Temperatur oberhalb der Umwandlungspunkte Ar3 oder Ar1 vorgenommen werden.

Das Härten besteht aus einem Erwärmen, entsprechend langem Halten der Werkstücke auf der Härtetemperatur und anschließendem Abschrecken. Durch das Härten erlangt der Stahl ein martensitisches Gefüge. Die erreichbare Härte ist in erster Linie vom Kohlenstoff-
gehalt abhängig und in zweiter Linie von der Abmessung des Werkstückes. Um die höchste Härte bei einem Stahl zu erreichen, sind demnach ca. 0,8% Kohlenstoffgehalt notwendig.

Das Erwärmen auf Härtetemperatur muss gleichmäßig und durchgreifend erfolgen. In der Regel wird das vorgewärmte Werkstück in den Härteofen gelegt, der sich bereits auf Härtetemperatur befindet.

Der zum Härten erforderliche Kohlenstoff ist vor dem Härten in Karbiden gebunden, die durch das Halten auf der Härtetemperatur gelöst werden müssen. Die Löslichkeit der Karbide ist je nach ihrer Zusammensetzung verschieden, wobei z. B. Wolfram- und Vanadium-
karbide zu den schwer löslichen zählen.

Die Härtetemperatur aller Stähle muss mindestens 30°C über dem Umwandlungspunkt liegen.

Der Haltezeit auf Härtetemperatur muss große Aufmerksamkeit gewidmet werden. Zu lange Haltezeiten bewirken größere Maß-
änderungen und Kornvergröberungen. Zu kurze Haltezeiten dagegen genügen nicht, um alle Karbide in Lösung zu bringen, was nach dem Abschrecken niedrigere Härte zur Folge hat. Man kennt in der heutigen Praxis verschiedene Verfahrenstechniken. Das Härten erfolgt in elektrisch- oder gasbeheizten Ofenanlagen. Eine weitere Möglichkeit sind Salzbäder.
Die chemische Zusammensetzung des Stahles darf durch das Härten nicht verändert werden. Man sagt, der Stahl muss neutral gehärtet werden. Dies wird durch die Anwendung von Schutzgasen bzw. durch Evakuieren des Ofenraumes (Vakuumanlagen) gewährleistet. Es ist wichtig, dass das Kohlenstoffpotential der Schutzgase bzw. Salzbäder dem Kohlenstoffpotential des zu härtenden Werkstückes ange-
passt wird, sodass keine Kohlenstoffübertragung, weder vom Werkstück an die Umgebung noch umgekehrt, stattfindet. Nach dem richtigen Erwärmen und ausreichenden Halten auf Härtetemperatur werden Werkstücke abgeschreckt. Das Abschrecken erfolgt in Wasser, Öl oder Luft bzw. Gasen (N2, Ar), wobei je nach Stahlsorte das bestgeeignete Abschreckmittel gewählt werden muss.

Eine weitere Möglichkeit ist Abschrecken im Warmbad. Bei dieser Art werden die Werkstücke in einem Salzbad abgeschreckt, dessen Temperatur knapp über dem Martensitpunkt liegt. Auf dieser Temperatur wird das Werkstück so lange gehalten, bis es dessen Temperatur angenommen hat. Anschließend kann an der Luft weiter abgekühlt werden, wobei erst jetzt die Martensitbildung erfolgt.