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Es ist zu erkennen, dass
z. B.
bei einem Kohlenstoffgehalt von
rd. 0,15 Masse-% bei einem voll-
ständig martensitischen Gefüge
(99,9 % Martensit) höchstens 42
HRC, bei 0,6 Masse-% C höchstens
65 HRC erreichbar sind. Höhere
Kohlenstoffgehalte führen zu kei-
ner weiteren Steigerung. Dazwi-
schenliegende Werte können mit
Hilfe der nachstehenden Beziehung
abgeschätzt werden:
Erreichbare Höchsthärte =
35 + 50 · C-Gehalt in Masse-%
± 2 [HRC]
Der Zusammenhang gilt für
legierte Stähle ebenso wie für
un-
legierte.
Enthält das Gefüge nach dem
Härten außer Martensit auch andere
Gefügebestandteile, kann die oben
angegebene Beziehung ebenfalls
zur Abschätzung der erreichbaren
Härte benützt werden, wenn der
Wert 35 durch einen niedrigeren
Wert ersetzt wird.
Abgeleitet von der unterbro-
chenen Linie, kann alternativ die
nachstehende Formel benutzt
werden:
Erreichbare Höchsthärte =
20 + 60 · √C-Gehalt in Masse–% [HRC]
3.1.2 Einhärtbarkeit
Die Einhärtbarkeit bestimmt
die erreichbare Härte im Kern eines
Werkstückes und kennzeichnet
damit das Verhalten eines Stahls
gegenüber den in den einzelnen
Werkstückbereichen unterschied-
lichen Abkühlgeschwindigkeiten,
die entsprechend dem ZTU-Schau
-
bild des betrachteten Stahls zu
unterschiedlichen Ergebnissen der
Austenitumwandlung führen.
Wenn auch noch bei relativ
geringer Abkühlgeschwindigkeit
die Umwandlung von Austenit in
Perlit und/oder Bainit unterbleibt,
bedeutet dies eine hohe Einhärtbar -
keit, und umso eher wird die vor-
gegebene Kernhärte erreicht. Eine
Wärmebehandlung von Stahl – Härten, Anlassen, Vergüten, Bainitisieren
Härte [HRC]
Öl
20
ø
40
ø
80
ø
30
60
50
40
Wasser
Bild 17: Härteverlaufskurven in Öl bzw. in Wasser abgeschreckter Rundproben unter-
schiedlicher Abmessung aus dem Stahl 42CrMo4
niedrige Einhärtbarkeit liegt dage-
gen dann vor, wenn auch bei sehr
schroffer Abkühlung die Umwand-
lung nicht vollständig im Marten-
sitbereich erfolgt.
In Bild 17 sind die Härtever-
laufskurven von Rundproben aus
dem Vergütungsstahl 42CrMo4 mit
unterschiedlicher Abmessung wie -
dergegeben, die nach dem Auste-
nitisieren in Öl bzw. in Wasser
ab geschreckt wurden. Sie veran-
schaulichen die Bedeutung der
Einhärtbarkeit für das Erreichen
einer vorgegebenen Kernhärte.
Wie aus dem Verlauf der Kur-
ven zu entnehmen ist, muss grund
-
sätzlich damit gerechnet werden,
dass auch bei größtmöglicher
Abkühlwirkung im Kern eines
Werk stücks bei Abmessungen über
10 mm die Härte deutlich geringer
als die Oberflächenhärte wird. Der
Unterschied wird umso größer, j e
mehr die Abmessung zu- und die
Abkühlwirkung abnimmt, wobei
damit zu rechnen ist, dass auch die
Oberflächenhärte nicht mehr die
höchstmöglichen Werte annimmt.
Während die Aufhärtbarkeit
direkt vom Kohlenstoffgehalt ab-
hängt, ergibt sich die Einhärtbarkeit
aus Art und Menge der Legierungs
-
elemente, die das Umwandlungs-
verhalten der Stähle verzögern.
Daher werden Molybdän, Chrom
und Mangan dazu benutzt, die
Einhärtbarkeit der Stähle gezielt
zu erhöhen. (Auch der Kohlen-
stoff erhöht, wenn auch nur gering,
die Einhärtbarkeit.) Eine ähnliche,
jedoch geringere Wirkung besitzt
auch die Austenitkorngröße: Mit
zunehmender Korngröße erhöht
sich die Härtbarkeit.
3.1.3 Messen der Härtbarkeit
Hierfür wird der in DIN EN
ISO 642 genormte Stirnabschreck-
versuch benutzt. Eine zylindrische
Probe mit 25 mm Durchmesser
und 100 mm Länge wird austeniti-
siert und anschließend, senkrecht
hängend, mit einem – nach Größe
und Druck festgelegten – Wasser-
strahl, der senkrecht auf die untere