Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zum Starten von Verbrennungsmotoren siehe Anlasser Zu Anlassverfahren von Elekt
Anlassversprödung

Das Anlassen oder Bläuen ist eine Wärmebehandlung, in der ein Werkstoff gezielt erwärmt wird, um seine Eigenschaften zu beeinflussen, insbesondere um Spannungen abzubauen, aber auch zu rein dekorativen Zwecken. Großtechnisch wird das Anlassen bei der Verarbeitung von Stählen, Aluminium- und anderen Nichteisenmetallen sowie Legierungen und auch in der Glasherstellung eingesetzt.
Verfahren in der Stahlverarbeitung
Nach dem Härten oder dem Schweißen von Stahl kann das Werkstück durch Erwärmen auf Temperaturen unterhalb des Umwandlungspunktes A1 (723 °C) angelassen werden. Dabei werden innere Spannungen abgebaut. Anlassen ist ein Verfahren der Wärmebehandlung.
Gewöhnlich wird Anlassen nach dem Härten angewendet. Gehärteter Stahl wird umso weicher, je höher man ihn anlässt. Dabei verringert sich die Härte und die Zähigkeit steigt. Durch Oxidation der Oberfläche bilden sich Anlassfarben, die zur Beurteilung der Anlasstemperatur und Verwendungszwecke des Stahls herangezogen werden können (gelb für Werkzeuge zur Bearbeitung von Eisen, purpurrot zur Bearbeitung von Messing, blau für Holzwerkzeuge). Die zwei wichtigsten Parameter des Anlassens sind die Anlasstemperatur und die Anlassdauer. Das Aufheizen und Abkühlen beeinflusst auch den Anlasseffekt. In der Praxis bewegen sich die häufigsten Anlasstemperaturen zwischen 200 °C und 550 °C; die Anlassdauer kann zwischen Minuten und Stunden liegen. Dabei sind die Anlasstemperaturen und Anlassdauern austauschbar. Ein Anlassen mit kurzer Dauer und hoher Temperatur hat die gleiche Wirkung wie ein lang andauerndes Anlassen mit entsprechend niedriger Temperatur. Diese Austauschbarkeit wird durch den Hollomon-Jaffe-Parameter beschrieben. Formal entspricht er dem Larson-Miller-Parameter, der auch Kriecheffekte beschreibt. Es besteht die Möglichkeit der Restwärmenutzung zum Anlassen (Restwärmenutzung der nach dem Abschrecken aus der Härtetemperatur noch vorhandenen gewollten Werkstückkernresttemperatur) oder der völligen Neuerwärmung auf Anlasstemperatur. Das Anlassen erfolgt in speziellen Anlassöfen, die durch eine Luftumwälzung eine schnelle Durchwärmung der Werkstücke bewirken und die über eine Absaugung für entstehende Öldämpfe verfügen. Das Anlassen kann auch in einem Salzbad (Salpeter- oder Nitriersalzbad) oder in einem leicht beheizten Härteofen erfolgen.
Anlassstufen beim Stahl
Farbe | Temperatur |
---|---|
Weißgelb | 200 °C |
Strohgelb | 220 °C |
Goldgelb | 230 °C |
Gelbbraun | 240 °C |
Braunrot | 250 °C |
Rot | 260 °C |
Purpurrot | 270 °C |
Violett | 280 °C |
Dunkelblau | 290 °C |
Kornblumenblau | 300 °C |
Hellblau | 320 °C |
Blaugrau | 340 °C |
Grau | 360 °C |
Bei der Stahlverarbeitung sind im Allgemeinen vier Anlassstufen von Bedeutung:
- Temperaturen unter 80 °C
- von Kohlenstoffatomen (chem. Symbol C) an Gitterfehlern, Kohlenstoffclusterbildung, d. h. Vorstufe von Ausscheidungen von C-Atomen
- Von 80 °C bis 200 °C (1. Anlassstufe)
- Stähle über 0,2 % Kohlenstoffanteil: Martensit geht über in α + ε-Carbide. α wird auch als kubischer Martensit bezeichnet. ε-Carbide (FexC) enthalten weniger Eisen (Fe) als herkömmlich Carbide (bei 120 °C x = 2,4)
- Stähle unter 0,2 % Kohlenstoffanteil: Keine Bildung von ε-Carbiden, da die Kohlenstoffatome in der Nähe von Versetzungen energiegünstiger unterkommen. Der Martensit ist nicht oder nur minimal tetragonal verzerrt, d. h., es tritt keine Veränderung der kristallinen Struktur auf.
- Von 200 °C bis 320 °C (2. Anlassstufe) (bei niedrig legierten Stählen zwischen 200 °C und 375 °C)
- Der vorhandene Restaustenit zerfällt. Es bilden sich Carbide und Ferritbereiche α', die sich hinsichtlich ihrer Konzentration noch von den Gleichgewichtsphasen Fe3C und α unterscheiden. Legierungszusätze wie z. B. Chrom können den Zerfall zu höheren Temperaturen verschieben.
- Von 320 °C bis 520 °C (3. Anlassstufe)
- Es stellt sich das Gleichgewichtsgefüge aus Zementit und Ferrit ein, verbunden mit einer relativ starken Verringerung der Härte.
- Temperaturen über 500 °C
- Zunehmende Einformung und Koagulation der Zementitteilchen
- Temperaturen über 450 °C bis 550 °C (4. Anlassstufe) (Sondercarbidbildner und/oder Mischcarbide)
- Bei Legierungen, die Vanadium, Molybdän, Chrom und Wolfram enthalten, kommt es bei diesen Temperaturen zur Ausscheidung von Sondercarbiden, d. h. Carbiden von Legierungselementen. Wenn diese fein genug verteilt sind und bestimmten Zusammensetzungen entsprechen, können sie zu Härtesteigerungen führen, die sogar die Martensithärte übertreffen (Sekundärhärtemaximum). Solche Legierungen werden allgemein als Warmarbeitsstähle bezeichnet.
Anlassversprödung
Im Zusammenhang mit dem Anlassen werden zwei Versprödungserscheinungen beobachtet:
- „300-°C-Versprödung“ oder „Blausprödigkeit“ (200 °C < T < 400 °C)
- Vermutung: Ausscheidung von Kohlenstoff und Stickstoff auf den Korngrenzen, Alterungserscheinung bei Stählen mit höherem C-Gehalt;
- Folge: verringerte Kaltverformbarkeit und Zähigkeit;
- Vermeidung: Temperaturbereich meiden oder mit Silicium legieren.
- „500-°C-Versprödung“ oder Anlassversprödung (448,5 °C < T < 530 °C)
- Ursache: Anreicherung der Austenitkorngrenze mit Spurenelementen oder Carbiden; besonders bei Mangan-, Chrom-Mangan- und Chrom-Nickel-Stählen;
- Folge: verringerte Zähigkeit: Kerbschlagarbeit wird verringert und Übergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch steigt an;
- Vermeidung: Wenn dieser Temperaturbereich der Anlasstemperatur nicht gemieden werden kann, Zulegieren von Molybdän (bereits deutliche Besserung bei 0,05–0,1 %, Effekt bei 0,2–0,3 % kaum noch vorhanden) oder Wolfram.
Nicht stahlbezogene Verfahren
Bei der Weiterverarbeitung von Walzbarren und Pressbolzen aus Aluminium und seinen Legierungen sowie aus anderen industriell wichtigen Nichteisenmetallen ist das Anlassen auf die optimale Temperatur für Walz-, Zieh- und Pressvorgänge, wie auch zum Gesenkschmieden eine ausgearbeitete Technik, die auch Um- und Rekristallisation des zu bearbeitenden Materials einschließt.
In der Herstellung von Glaswaren wird das Anlassen verwendet, um durch den Abkühl- oder Umformprozess von Glas im Material vorhandene Spannungen abzubauen. Die Glasware wird dabei soweit erwärmt, dass sie noch nicht wieder weich wird, aber die inneren Spannungen sich ausgleichen können. Dann wird die Temperatur langsam gesenkt und das Glas langsam bis unter einen kritischen Punkt abgekühlt. Daraufhin kann es schnell weiter abgekühlt werden. Geschieht diese Behandlung nicht, bricht das Glas verhältnismäßig schnell oder zerspringt spontan bei Temperaturschocks.
Siehe auch
- Tempern
- Vergüten
- Glühen
- Ausheizen
- Ausscheidungshärtung
Einzelnachweise
- Wilhelm Ostwald: Grundlinien der Anorganischen Chemie. Salzwasser-Verlag, Paderborn, 2011, S. 612, ISBN 978-3-86195-686-0 (Nachdruck des Originals von 1922)
- Ulrich Fischer: Tabellenbuch Metall. 41. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer, 2001, ISBN 3-8085-1721-2, S. 128B.
- Liu Cheng: Phase Transformation in Iron-Based Interstitial Martensites. Promotionsarbeit, Delft University of Technology, the Netherlands, 1990.
- E. Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde. 9. Auflage, Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden 1990.
- H.-J. Eckstein: Technologie der Wärmebehandlung von Stahl. 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1977.
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zum Starten von Verbrennungsmotoren siehe Anlasser Zu Anlassverfahren von Elektromotoren in der Elektrotechnik siehe Anlassverfahren Das Anlassen oder Blauen ist eine Warmebehandlung in der ein Werkstoff gezielt erwarmt wird um seine Eigenschaften zu beeinflussen insbesondere um Spannungen abzubauen aber auch zu rein dekorativen Zwecken Grosstechnisch wird das Anlassen bei der Verarbeitung von Stahlen Aluminium und anderen Nichteisenmetallen sowie Legierungen und auch in der Glasherstellung eingesetzt 1496 Prunkschwert Kaiser Maximilians in der Schatzkammer Wien geblaut und vergoldet Verfahren in der StahlverarbeitungNach dem Harten oder dem Schweissen von Stahl kann das Werkstuck durch Erwarmen auf Temperaturen unterhalb des Umwandlungspunktes A1 723 C angelassen werden Dabei werden innere Spannungen abgebaut Anlassen ist ein Verfahren der Warmebehandlung Gewohnlich wird Anlassen nach dem Harten angewendet Geharteter Stahl wird umso weicher je hoher man ihn anlasst Dabei verringert sich die Harte und die Zahigkeit steigt Durch Oxidation der Oberflache bilden sich Anlassfarben die zur Beurteilung der Anlasstemperatur und Verwendungszwecke des Stahls herangezogen werden konnen gelb fur Werkzeuge zur Bearbeitung von Eisen purpurrot zur Bearbeitung von Messing blau fur Holzwerkzeuge Die zwei wichtigsten Parameter des Anlassens sind die Anlasstemperatur und die Anlassdauer Das Aufheizen und Abkuhlen beeinflusst auch den Anlasseffekt In der Praxis bewegen sich die haufigsten Anlasstemperaturen zwischen 200 C und 550 C die Anlassdauer kann zwischen Minuten und Stunden liegen Dabei sind die Anlasstemperaturen und Anlassdauern austauschbar Ein Anlassen mit kurzer Dauer und hoher Temperatur hat die gleiche Wirkung wie ein lang andauerndes Anlassen mit entsprechend niedriger Temperatur Diese Austauschbarkeit wird durch den Hollomon Jaffe Parameter beschrieben Formal entspricht er dem Larson Miller Parameter der auch Kriecheffekte beschreibt Es besteht die Moglichkeit der Restwarmenutzung zum Anlassen Restwarmenutzung der nach dem Abschrecken aus der Hartetemperatur noch vorhandenen gewollten Werkstuckkernresttemperatur oder der volligen Neuerwarmung auf Anlasstemperatur Das Anlassen erfolgt in speziellen Anlassofen die durch eine Luftumwalzung eine schnelle Durchwarmung der Werkstucke bewirken und die uber eine Absaugung fur entstehende Oldampfe verfugen Das Anlassen kann auch in einem Salzbad Salpeter oder Nitriersalzbad oder in einem leicht beheizten Harteofen erfolgen Anlassstufen beim StahlAnlassfarben fur unlegierten Werkzeugstahl Farbe TemperaturWeissgelb 200 CStrohgelb 220 CGoldgelb 230 CGelbbraun 240 CBraunrot 250 CRot 260 CPurpurrot 270 CViolett 280 CDunkelblau 290 CKornblumenblau 300 CHellblau 320 CBlaugrau 340 CGrau 360 C Bei der Stahlverarbeitung sind im Allgemeinen vier Anlassstufen von Bedeutung Temperaturen unter 80 C von Kohlenstoffatomen chem Symbol C an Gitterfehlern Kohlenstoffclusterbildung d h Vorstufe von Ausscheidungen von C Atomen Von 80 C bis 200 C 1 Anlassstufe Stahle uber 0 2 Kohlenstoffanteil Martensit geht uber in a e Carbide a wird auch als kubischer Martensit bezeichnet e Carbide FexC enthalten weniger Eisen Fe als herkommlich Carbide bei 120 C x 2 4 Stahle unter 0 2 Kohlenstoffanteil Keine Bildung von e Carbiden da die Kohlenstoffatome in der Nahe von Versetzungen energiegunstiger unterkommen Der Martensit ist nicht oder nur minimal tetragonal verzerrt d h es tritt keine Veranderung der kristallinen Struktur auf Von 200 C bis 320 C 2 Anlassstufe bei niedrig legierten Stahlen zwischen 200 C und 375 C Der vorhandene Restaustenit zerfallt Es bilden sich Carbide und Ferritbereiche a die sich hinsichtlich ihrer Konzentration noch von den Gleichgewichtsphasen Fe3C und a unterscheiden Legierungszusatze wie z B Chrom konnen den Zerfall zu hoheren Temperaturen verschieben Von 320 C bis 520 C 3 Anlassstufe Es stellt sich das Gleichgewichtsgefuge aus Zementit und Ferrit ein verbunden mit einer relativ starken Verringerung der Harte Temperaturen uber 500 C Zunehmende Einformung und Koagulation der Zementitteilchen Temperaturen uber 450 C bis 550 C 4 Anlassstufe Sondercarbidbildner und oder Mischcarbide Bei Legierungen die Vanadium Molybdan Chrom und Wolfram enthalten kommt es bei diesen Temperaturen zur Ausscheidung von Sondercarbiden d h Carbiden von Legierungselementen Wenn diese fein genug verteilt sind und bestimmten Zusammensetzungen entsprechen konnen sie zu Hartesteigerungen fuhren die sogar die Martensitharte ubertreffen Sekundarhartemaximum Solche Legierungen werden allgemein als Warmarbeitsstahle bezeichnet AnlassversprodungIm Zusammenhang mit dem Anlassen werden zwei Versprodungserscheinungen beobachtet 300 C Versprodung oder Blausprodigkeit 200 C lt T lt 400 C Vermutung Ausscheidung von Kohlenstoff und Stickstoff auf den Korngrenzen Alterungserscheinung bei Stahlen mit hoherem C Gehalt Folge verringerte Kaltverformbarkeit und Zahigkeit Vermeidung Temperaturbereich meiden oder mit Silicium legieren 500 C Versprodung oder Anlassversprodung 448 5 C lt T lt 530 C Ursache Anreicherung der Austenitkorngrenze mit Spurenelementen oder Carbiden besonders bei Mangan Chrom Mangan und Chrom Nickel Stahlen Folge verringerte Zahigkeit Kerbschlagarbeit wird verringert und Ubergangstemperatur im Kerbschlagbiegeversuch steigt an Vermeidung Wenn dieser Temperaturbereich der Anlasstemperatur nicht gemieden werden kann Zulegieren von Molybdan bereits deutliche Besserung bei 0 05 0 1 Effekt bei 0 2 0 3 kaum noch vorhanden oder Wolfram Nicht stahlbezogene VerfahrenBei der Weiterverarbeitung von Walzbarren und Pressbolzen aus Aluminium und seinen Legierungen sowie aus anderen industriell wichtigen Nichteisenmetallen ist das Anlassen auf die optimale Temperatur fur Walz Zieh und Pressvorgange wie auch zum Gesenkschmieden eine ausgearbeitete Technik die auch Um und Rekristallisation des zu bearbeitenden Materials einschliesst In der Herstellung von Glaswaren wird das Anlassen verwendet um durch den Abkuhl oder Umformprozess von Glas im Material vorhandene Spannungen abzubauen Die Glasware wird dabei soweit erwarmt dass sie noch nicht wieder weich wird aber die inneren Spannungen sich ausgleichen konnen Dann wird die Temperatur langsam gesenkt und das Glas langsam bis unter einen kritischen Punkt abgekuhlt Daraufhin kann es schnell weiter abgekuhlt werden Geschieht diese Behandlung nicht bricht das Glas verhaltnismassig schnell oder zerspringt spontan bei Temperaturschocks Siehe auchTempern Verguten Gluhen Ausheizen AusscheidungshartungEinzelnachweiseWilhelm Ostwald Grundlinien der Anorganischen Chemie Salzwasser Verlag Paderborn 2011 S 612 ISBN 978 3 86195 686 0 Nachdruck des Originals von 1922 Ulrich Fischer Tabellenbuch Metall 41 Auflage Verlag Europa Lehrmittel Nourney Vollmer 2001 ISBN 3 8085 1721 2 S 128B Liu Cheng Phase Transformation in Iron Based Interstitial Martensites Promotionsarbeit Delft University of Technology the Netherlands 1990 E Macherauch Praktikum in Werkstoffkunde 9 Auflage Vieweg Verlag Braunschweig Wiesbaden 1990 H J Eckstein Technologie der Warmebehandlung von Stahl 2 Auflage VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie Leipzig 1977