Entkohlung ist ein Phänomen, das auftritt, wenn der Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche von Eisen- und Stahlwerkstoffen aufgrund von Oxidation bei hohen Temperaturen deutlich reduziert wird. Dieser Oxidationsprozess führt zur Bildung einer entkohlten Schicht auf der Oberfläche, die die Eigenschaften des Stahlwerkstoffs stark beeinflussen kann.

Gefahren der Dekarbonisierung:

1. Die Härte und Festigkeit der Schneidwerkzeuge werden verringert.
2. Die Verschleißfestigkeit, die Schnittfähigkeit und die Ermüdungsfestigkeit des Schneidwerkzeugs werden beeinträchtigt.
3. Die Plastizität verringert sich, was zu Rissen des Werkstücks (Werkzeugs) beim Schmieden oder Wärmebehandeln führt.
4. Unterschiedliche Innenräume und Oberflächen führen zu Eigenspannungen und Rissbildung im Werkstück (Schneidwerkzeug).
5. Die Schlagzähigkeit wird reduziert, wodurch das Werkzeug spröde und die Lebensdauer verkürzt wird.
6. Aufgrund des Vorhandenseins der entkohlten Schicht ist die Härtemessung ungenau, was sich auf die nachfolgende Prozessplanung und die Bewertung der Produktqualität auswirkt.
7. Die Entkohlungstiefe ist zu groß, was die Werkstückleistung über die Bearbeitungszulässe hinaus beeinträchtigt.

Faktoren, die die Dekarbonisation beeinflussen:

1. Ofenatmosphäre: Die oxidierenden Eigenschaften der Ofenatmosphäre fördern die oxidative Entkohlung des Stahls. Eine stark oxidierende Atmosphäre begünstigt die Entkohlung.
2. Heiztemperatur: Eine höhere Heiztemperatur beschleunigt die Oxidation und erhöht die Tiefe der Entkohlung.
3. Einweichzeit: Eine längere Einweich- oder Erwärmungszeit führt zu einer tieferen Entkohlung, aber niedrigere Temperaturen können den geringsten Einfluss haben.
4. Chemische Zusammensetzung des Stahls: Ein höherer Kohlenstoffgehalt im Stahl erhöht die Empfindlichkeit für die Entkohlung. Die Spurenelemente Al, Si, Cb und W fördern die Dekarbonisierung, während Mn, Cr, Ni, Ti und P die Dekarbonisierung behindern. Zu den Stahlsorten, die leicht zu entkohlen sind, gehören Kohlenstoffwerkzeugstahl, Matrizenstahl, Federstahl mit hohem Siliziumgehalt, Lagerstahl und Schnellarbeitsstahl.

Dekarbonisierung verhindern und reduzieren

Das Verständnis des Konzepts der Dekarbonisierung von Stahlwerkstoffen und ihrer schädlichen Auswirkungen ist entscheidend, um Qualität und Leistung in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten. Durch Berücksichtigung von Faktoren wie Ofenatmosphäre, Heiztemperatur, Tauchzeit, Stahlzusammensetzung usw. und durch geeignete Vorsichtsmaßnahmen kann eine Entkohlung minimiert oder verhindert werden, wodurch Produktqualität und Lebensdauer erhöht werden.

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