[4]_Vorlesung_Waemebehandlung_Teil_IV

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AusscheidungshärtungSegregat = TeilchenProf. L. WagnerWärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 1AusscheidungshärtungProzessfolge: 1. Lösungsglühen bei höheren Temperaturen im EinPhasengebiet (Auflösen möglicherweise vorhandener grober Ausscheidungen im homogenen Mischkristall) 2. Abschrecken des homogenen Mischkristalls auf Raumtemperatur (Unterdrückung der Ausscheidung) 3. Auslagern zur Ausscheidung feiner Teilchenαübersättigt -> αGleichgewicht + TeilchenProf. L. WagnerWärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 2AusscheidungshärtungBeispiele: ü = übersättigt Aluminiumlegierung Al-4Cu: kfz αü -> αGl + Al2Cu Titanlegierung Ti-2,5Cu hex αü -> αGl + Ti2Cu Nickellegierung Ni-x(Al,Ti) kfz γü -> γGl + Ni3Al (Ni3Ti)Prof. L. WagnerWärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 3AusscheidungshärtungZustandsschaubild Al-CuProf. L. Wagner Wärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 4Ausscheidungshärtungnach Hornbogena) homogener Mischkristall (statistische Verteilung von Kupferfremdatomen) b) kohärente Ausscheidung c) teilkohärente Ausscheidung d) inkohärente AusscheidungProf. L. Wagner Wärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 5AusscheidungshärtungVerlauf der freien Enthalpie für verschiedene Phasen (schematisch): Gleichgewicht (gemeinsame Tangente) zwischen Konzentration der Matrix (αi) und G.-P.-Zonen bzw. Al2CuProf. L. Wagner Wärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 6AusscheidungshärtungÜbergangsphasen bildven sich dann, wenn für ihre Keimbildung eine niedrigere Aktivierungsenergie benötigt wird als für die Gleichgewichtsphase. Das liegt an der größeren Ähnlichkeit gegenüber der Matrix als sie die stabile Gleichgewichtsphase besitzt. Die Abbildung verdeutlicht das für die Umwandlungen im System Al–Cu.Prof. L. Wagner Wärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 7AusscheidungshärtungDie Freie Energie der Legierung nimmt durch die Umwandlung in die Übergangsphasen schneller ab als bei einer direkten Umwandlung in die Gleichgewichtsphase.Prof. L. Wagner Wärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 8AusscheidungshärtungDie Übergangsphasen sind also weniger inkohärent als die stabile Phase: θ´´ -> von allen Seiten kohärent zur Matrix θ´ -> (001) kohärent oder teilkohärent, (100) und (010) sind nicht kohärent θ -> ist inkohärent zur Matrixnach Hornbogen Prof. L. Wagner Wärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 9AusscheidungshärtungStruktur und Morphologie der Phasen θ´´, θ´ und θ in Al–CuProf. L. Wagner Wärmebehandlung und Thermomechanische Verfahren - WS 2007/08Folie WB 10GleitebeneThermisch aktivierte PlatzwechselvorgängeAusheilen von GitterdefektenKletterprozess und Umordnung von DefektenStandöfen:Vertikalretortenofen:(1)Schachtofen mit Heizung, (2) Retorte, (3) Retortendeckelo (1)(2)(3)(Schutzgas)Vakuumofen:Rollenherdofen:(1) Schutzgaserzeuger, (2) Stickstoffversorgung, (3) MeßFörderbandofen:Aufgabevorrichtung, (2) Ofen zum Austenitisieren,(3) Abschreckbad, (4) Waschmaschine, (5) Ofen zum AnlassenFörderbandofen wird für die thermische Behandlung von Massenteilen(zum Beispiel Schrauben) eingesetzt. Der Tempera-liegt zwischen300°C und 1000°C, der Durchsatz maximal etwa3 t pro Stunde. Förderbandöfen sind nicht geeignet Kleinstteile(< 8 mm), da sie sich in den Bandgelenkenverklemmen können.Trommelofen:(1) Aufgabevorrichtung, (2) Schubschalenofen, (3) Aufgabestation, (4) Auskippstation, (5) Abschreckbad, (6) SchubschalenSchubschalenofen wird verwendet, wenn eine höhereWärmebehandlung erforderlich ist. Durch die Schubschalengleichmäßiger Transport des Glühguts ermöglicht. Da Schalen auch im Ofen zurückbewegt werden, wird Wirkungsgrad desselben erhöht.1) Eingangsschleuse, (2) Aufheizzone, (3) Aufkohlungszone, (4) Härtezone, (6) Härtepresse, (7) Schwenkvorrichtung, (8) Waschen und Entspannen, (10) Speicherstreckefür die thermochemische Behandlungverwendet(zum Beispiel EinsatzhärtenDurchsatz kann bis zu1 t pro Stunde betragen.。