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Beschränkungen: maximale Werkstückgrösse Ø 700 x 1200 mm / 1250Kg / < 550°C
Aliase: Auslagern, Aushärten
Definition
Das Ausscheidungshärten ist eine Möglichkeit zum Erhöhen der Festigkeit metallischer Werkstoffe. Das Verfahren wird auch als Aushärten oder Auslagern bezeichnet.
VERFAHREN
Bei Stahl:
Die Härte wird hier nicht durch Einlagerung von Kohlenstoffatomen, sondern durch Ausscheidung feinster Phasen erreicht. Beim Aushärten wird ausgenutzt, dass die Löslichkeit für ein oder mehrere Legierungselemente mit
der Absenkung der Temperatur abnimmt.
Wird die Löslichkeitsgrenze überschritten, so wandelt sich der überschüssige einphasige Mischkristall durch Diffusion in eine Zweiphasenlegierung um. Die Phasen müssen zuvor durch ein Lösungsglühen in Lösung gebracht werden. Dieser Zustand wird durch eine schnelle Abkühlung eingefroren. Beim Auslagern werden die Phasen wieder feinstverteilt ausgeschieden und härten den Werkstoff. Die Härte und die mechanischen Eigenschaften werden durch die Auslagerungstemperatur bestimmt. Um den Härteverzug möglichst gering zu halten, kann das Material vor der mechanischen Bearbeitung lösungsgeglüht, oder bereits in lösungsgeglühtem Zustand eingekauft werden.
Bei Buntmetallen:
Das gleiche Verfahren wird auch bei verschiedenen Buntmetallen wie z.B. Titan (können wir nicht behandeln), Aluminium oder Bronzelegierungen eingesetzt.
Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Ausscheidungshärtung ist das Aushärten von Aluminiumlegierungen. Notwendige, aber nicht hinreichende Voraussetzung für die Aushärtbarkeit einer Aluminiumlegierung ist, dass sie Kupfer, Magnesium in Kombination mit Silizium, Zink oder Lithium enthält. Ein prominentes Beispiel für die Ausscheidungshärtung ist das Duraluminium, eine Legierung aus Aluminium, 4% Kupfer und 0,5% Magnesium. Die Lösungsglühung erfolgt bei 510 °C. Nach dem Abschrecken kann das Material umgeformt werden, im Gegensatz zu Stahl ist Duraluminium nach dem Abschrecken zunächst noch weich. Die Endfestigkeit wird durch Kaltauslagern oder Warmauslagern (eine Ausscheidungsglühung) erreicht. Die Aushärtung kann durch Tiefkühlung (min. -18 °C) herausgezögert werden. Dies wird zum Beispiel bei Nieten aus solchen Legierungen verwendet um eine längere Verarbeitungszeit zu erreichen. Nahezu alle aushärtbaren Aluminiumlegierungen sind stark korrosionsanfällig, da die Legierungselemente die Bildung einer geschlossenen Oxidschicht behindern.
Vorteile
Da das Ausscheidungshärten bei relativ niedrigen Temperaturen stattfindet, wird der Verzug nach dem Härten anders als bei anderen Verfahren vernachlässigbar klein.
Werkstoffe
- Spezielle lösungsgeglühte rostfreie Stähle (z.B. Maraginstahl z.B. 1.4542, 1.4543)
- lösungsgeglühtes Aluminium wie z.B. Duraluminium, eine Legierung aus Aluminium, 4% Kupfer und 0,5% Magnesium.
- lösungsgeglühtes Titan (Die Härterei Blessing behandelt kein Titan)
- lösungsgeglühte Bronzelegierungen
- Andere lösungsgeglühte Buntmetalle
Angaben
Zur Durchführung des Ausscheidungshärtens benötigen wir folgende Angaben:
- Werkstoffbezeichnung
- Gefügezustand (muss lösungsgeglüht sein)
Bemerkung
Der Lösungsgeglühte-Zustand geht durch thermischen Einfluss oder durch mechanischen Einfluss (z.B. Kalt-Verformen) verloren.