Ist die Wärmebehandlung großer Schmiedeteile komplex?

Üblicherweise erfolgt die Wärmebehandlung von großen SchmiedenDie Wärmebehandlung wird häufig mit der Abkühlung von Schmiedeteilen kombiniert. Dies liegt an den großen Querschnittsabmessungen und dem komplexen Herstellungsprozess großer Schmiedeteile. Aufgrund der ungleichmäßigen Mikrostruktur und Materialeigenschaften neigen einige Schmiedeteile während der Wärmebehandlung zu Weißfleckenfehlern. Daher besteht das Hauptziel der Wärmebehandlung großer Schmiedeteile neben dem Spannungsabbau und der Härtereduzierung darin, die Entstehung von Weißflecken zu verhindern, die Homogenität der chemischen Zusammensetzung zu verbessern und die Mikrostruktur anzupassen und zu verfeinern.

Weiße Flecken in großen Schmiedeteilen sind sehr feine, spröde Risse im Inneren des Werkstücks. Sie erscheinen als kreisrunde oder elliptische, silberweiße Punkte mit Durchmessern von wenigen Millimetern bis zu mehreren zehn Millimetern. Mikroskopische Untersuchungen des Gewebes zeigen, dass in der Umgebung der weißen Flecken keine Spuren plastischer Verformung vorliegen. Somit handelt es sich bei den weißen Flecken eindeutig um Sprödbrüche.

Wenn in den Schmiedeteilen weiße Flecken vorhanden sind, führt dies nicht nur zu einer erheblichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften, sondern kann aufgrund der hohen Spannungskonzentration, die durch die weißen Flecken verursacht wird, auch zu Rissen in den Teilen während der Wärmebehandlung und des Abschreckens oder zu plötzlichen Brüchen während der Verwendung der Teile und sogar zu Maschinenschäden führen.

Weiße Flecken stellen daher einen Schmiedefehler dar. Die technischen Anforderungen an große Schmiedeteile schreiben eindeutig vor, dass diese nach dem Auftreten weißer Flecken verschrottet werden müssen. Es existieren zahlreiche Theorien zur Entstehung weißer Flecken. Die derzeit am weitesten verbreitete Ansicht besagt, dass weiße Flecken durch das Zusammenwirken von Wasserstoff im Stahl und inneren Spannungen (hauptsächlich Gefügespannungen) entstehen. Ohne eine gewisse Menge an Wasserstoff und signifikante innere Spannungen können sich keine weißen Flecken bilden.

Während des Abkühlprozesses nach dem Schmieden sinkt die Temperatur aufgrund der Austenitumwandlung. Dies führt nicht nur zur Entstehung von inneren Spannungen (hauptsächlich Strukturspannungen) im Schmiedestück, sondern auch zu einer Verringerung der Wasserstofflöslichkeit im Stahl. Die entstehenden inneren Spannungen bewirken eine Ansammlung von Versetzungen an den Korngrenzen und die Bildung submikroskopischer Risse. Beim Desorbieren und Ausscheiden von Wasserstoffatomen aus der festen Lösung in diese Risse verbinden sich die Wasserstoffatome zu Wasserstoffmolekülen und erzeugen dabei einen erheblichen Druck. In den lokal spröden Bereichen mit hohem Wasserstoffgehalt im Stahl dehnen sich die submikroskopischen Risse unter dem Einfluss von Struktur- und Ausscheidungsspannungen weiter aus, bis sie brechen. Dabei entstehen feinste innere Risse, die weiße Flecken bilden.

Ist die Wärmebehandlung großer Schmiedeteile komplex? Der obige Text bietet eine entsprechende Einführung. Wir hoffen, er ist für alle hilfreich.