Was ist Abschrecken?

In der Metallurgie wird Abschrecken als „kontrollierter Wärmeentzug“ definiert. Das wichtigste Wort in dieser Definition ist „kontrolliert“. Das Abschrecken ist eine schnelle Methode, um Metalle nach der Wärmebehandlung wieder auf Raumtemperatur zu bringen, um zu verhindern, dass der Abkühlungsprozess die Mikrostruktur des Metalls wesentlich verändert. Durch Eintauchen eines Metallobjekts in Öl oder Wasser wird die Wahl zwischen Flüssigkeit oder Druckluft als Medium bezeichnet, wonach das Metall bei seiner Formung schnell von den hohen Temperaturen abgekühlt wird. Dies wird häufig verwendet, um mechanische Eigenschaften in Bezug auf die Kristallstruktur oder Phasenverteilung zu erhalten, die bei langsamer Abkühlung verloren gehen. Diese Technik wird normalerweise auf Stahlgegenstände angewendet, die Härte verleihen. Andererseits können durch Hämmern oder andere Verformung bei Normaltemperatur gehärtete Kupfergegenstände durch Erhitzen und Abschrecken wieder in einen schmiedbaren Zustand gebracht werden.

Wie man abschreckt

Üblicherweise verwendete Abschreckmedien umfassen Spezialpolymere, Umluft, Süßwasser, Sole und Öl. Wasser ist ein effektives Medium, wenn es darum geht, maximale Härte in Stahl zu erreichen. Die Verwendung von Wasser kann jedoch dazu führen, dass das Metall reißt oder sich verformt.

Wenn keine extreme Härte erforderlich ist, kann beim Abschrecken Mineralöl, Walöl oder Baumwollsamenöl verwendet werden. Für den Uneingeweihten mag der Löschvorgang dramatisch erscheinen. Wenn der Metallarbeiter das heiße Metall in das ausgewählte Medium überführt, steigt eine große Menge Dampf aus dem Metall auf.

Abschreckmedium

Zur Durchführung des Abschreckprozesses stehen verschiedene Abschreckmedien zur Verfügung. Jedes Medium hat seine eigenen einzigartigen Löscheigenschaften. Überlegungen zur Art des verwendeten Mediums umfassen die Abschreckgeschwindigkeit, die Umweltbelange des Abschreckmediums, den Ersatz des Abschreckmediums und die Kosten des Abschreckmediums. Im Folgenden sind die wichtigsten Arten von Abschreckmedien aufgeführt:

Luft

Öl

Wasser

Sole

Luft

Luft ist ein beliebtes Abschreckmedium, das zum Kühlen von Metallen zum Abschrecken verwendet wird. Erschwinglichkeit ist einer der Hauptvorteile von Luft. Seine Erschwinglichkeit ist das Ergebnis seines Überflusses auf der Erde. Tatsächlich gilt jedes Material, das erhitzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt wird, indem es einfach stehen bleibt, als luftabgeschreckt. Das Abschrecken mit Luft ist auch beabsichtigter, wenn es komprimiert und um das abzuschreckende Metall herum gezwungen wird. Dies kühlt Teile schneller als ruhende Luft, obwohl selbst Druckluft viele Metalle immer noch zu langsam abkühlen kann, um die mechanischen Eigenschaften zu verändern.

Öl

Öl kann erhitztes Metall schneller abschrecken als Druckluft. Zum Abschrecken mit Öl legen Sie das erhitzte Teil in einen mit Öl gefüllten Tank. Öl kann auch durch Teile gespült werden. Aufgrund unterschiedlicher Abkühlgeschwindigkeiten und Flammpunkte kommen je nach Anwendung meist unterschiedliche Ölsorten zum Einsatz. Die Abschreckgeschwindigkeit von Öl ist jedoch viel geringer als die von Wasser. Ferrit und Troostit können sich auch in kleinen Portionen bilden. Zwischenraten zwischen Wasser und Öl können mit Wasser erreicht werden, das 10-30 Prozent Ucon enthält, eine Substanz mit umgekehrter Löslichkeit, die sich daher auf Gegenständen ablagert, um die Abkühlgeschwindigkeit zu verlangsamen. Um die Verformung zu minimieren, sollten lange zylindrische Objekte vertikal abgeschreckt werden, wobei die Kanten von flachen Teilen und dicken Teilen zuerst in das Schmelzbad gelangen. Um zu verhindern, dass Dampfblasen weiche Stellen bilden, sollte das Wasserabschreckbad bewegt werden.

Wasser

Wasser ist auch in der Lage, erhitzte Metalle schnell abzuschrecken. Es kühlt Metall schneller als Öl. Ähnlich wie beim Ölabschrecken wird der Tank mit Wasser gefüllt und das erhitzte Metall darin eingetaucht. Es kann auch durch Teile gespült werden. Ein Vorteil von Wasser ist, dass die Brennbarkeit des Mediums kein Thema ist. Darüber hinaus ist Wasser eines der effektivsten Abschreckmedien, das eine maximale Härte erfordert, aber es neigt zu Verformungen und Rissen im Produkt. Wo Festigkeit geopfert werden kann, verwenden Sie Wal-, Baumwollsamen- und Mineralöle. Diese neigen dazu, zu oxidieren und Schlamm zu bilden, wodurch die Effizienz verringert wird.

Sole

Sole ist eine Mischung aus Wasser und Salz. Salzwasser kühlt schneller ab als Luft, Wasser und Öl. Der Grund dafür ist, dass die Mischung aus Salz und Wasser verhindert, dass sich beim Kontakt mit dem erhitzten Metall Blasen bilden. Dies bedeutet, dass ein größerer Teil der Metalloberfläche von Flüssigkeit statt von Blasen bedeckt wird.

Gehärteter Stahl

Bei der Erörterung des Abschreckprozesses verdient Stahl eine besondere Erwähnung, da seine mechanischen Eigenschaften sehr empfindlich auf das Abschrecken reagieren. Durch einen als Abschreckhärtung bezeichneten Abschreckprozess wird der Stahl auf eine Temperatur über seiner Rekristallisationstemperatur gebracht und durch den Abschreckprozess schnell abgekühlt. Im Vergleich zum langsamen Abkühlen verändert das schnelle Abschrecken die Kristallstruktur des Stahls. Je nach Kohlenstoffgehalt und Legierungselementen des Stahls kann dieser beim Abschreckhärten ein härteres, spröderes Gefüge wie Martensit oder Bainit hinterlassen. Diese Mikrostrukturen führen zu einer Erhöhung der Festigkeit und Härte des Stahls. Sie machen den Stahl jedoch anfällig für Rissbildung und verringern die Duktilität stark. Aus diesem Grund werden einige Stähle nach dem Abschreckhärten geglüht oder normalisiert.

Abschreckvorgang

Der Abschreckprozess soll in Verbindung mit thermischen Prozessen die Mikrostruktur des Metalls verändern. Bei richtiger Ausführung führt dies zu maximaler Festigkeit und guter Dehnung im Guss.

Das Abschrecken von Stahl erfolgt normalerweise durch Eintauchen in Wasser, Öl, Polymerlösung oder Salz, obwohl manchmal Druckluft verwendet wird. Als Ergebnis des Abschreckens muss die Produktionshardware eine akzeptable abgeschreckte Mikrostruktur entwickeln, und in kritischen Bereichen müssen die mechanischen Eigenschaften Mindestspezifikationen erfüllen, nachdem das Teil getempert wurde. Die Wirksamkeit des Abschreckens hängt von den Kühleigenschaften des Abschreckmediums im Verhältnis zur Härtbarkeit des Stahls ab. Daher können die Ergebnisse durch Änderung der Stahlzusammensetzung oder des Rührens, der Temperatur und des Typs des Abschreckmediums variieren.

Das Design des Abschrecksystems und die Gründlichkeit der Systemwartung tragen zum Erfolg des Prozesses bei. Das Design des Teils trägt auch zu den mechanischen Eigenschaften und dem Verzug aufgrund des Abschreckens bei.