Härten

Härten von Metallen

Das Härten von Metallen besteht aus einem Erwärmen bis ins Austenitgebiet (oberhalb des Umwandlungspunktes A3 bzw. A1), entsprechend langem Halten der Werkstücke auf Härtetemperatur (Austenitisierungstemperatur) und anschließendem raschen Abkühlen (Abschrecken) unter Beachtung der kritischen Abkühlgeschwindigkeit. Je nach Legierung des Stahles bzw. dem Anteil an Legierungselementen im Stahl wird die kritische Abkühlgeschwindigkeit, zeitlich gesehen, beeinflusst. Als Abschreckmedien dienen unter anderem Wasser, Öl, Salzbad, Luft oder Gase (N2, Ar beim Vakuumhärten).

Beim Abschrecken unter Beachtung der kritischen Abkühlgeschwindigkeit bildet sich eine Aussenschicht von Martensit, während sich in der Mitte des Werkstückes (Kern) das Gefüge noch im Zustand des Austenits befindet. Die Umwandlung des Kern-Austenits erfolgt später und wird von einer Volumenvergrösserung begleitet. Dies führt zu beträchtlichen Spannungen in der martensitischen Randschicht. Verzug und Risskeime sind die Folge.

In einem zweiten Schritt, dem Anlassen, werden die gewünschten Gebrauchseigenschaften (Härte, Zugfestigkeit und Zähigkeit) des Stahls eingestellt. Dabei wird der Stahl, je nach Legierungsanteilen und gewünschten Eigenschaften, nochmals erwärmt. Der Vorgang des Härtens und des Anlassens nennt man Vergüten.

Definition nach DIN 17014:

Abkühlen von einer Temperatur oberhalb der Umwandlungspunkte A3 bzw. A1 mit solcher Geschwindigkeit, dass oberflächlich oder durchgreifend eine erhebliche Härtesteigerung, in der Regel durch Martensitbildung, 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.

Härten von Ölen und Fetten

Das Härten von Ölen und Fetten heißt auch Hydrieren. Dabei werden Drei- und Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen der Kette unter hohem Druck und hoher Temperatur durch Anlagerung von Wasserstoff aufgebrochen und durch Einfachbindungen ersetzt. Dadurch wird das Öl oder Fett fester in seiner Beschaffenheit.