Erklärung des ZTU Diagramm und Schaubild c45 lesen

ZTU-Schaubilder werden entlang der Abkühlungskurven gelesen

Das ZTU-Diagramm ist ein Hilfsmittel bei der Wärmebehandlung von Metallen. Es setzt die Abkühlgeschwindigkeit in Relation zur Materialhärte. Ebenfalls können Aussagen über das Gefüge des Materials gemacht werden. Allgemein wird zwischen isothermen und kontinuierlichen ZTU-Diagrammen unterschieden. Bei ersteren wird der Werkstoff zunächst auf eine bestimmte Temperatur gebracht, die so lange gehalten wird, bis sämtliche Umwandlungen im Gefüge abgeschlossen sind. Die Zeit für diese Umwandlung kann im Diagramm abgelesen werden.

In der Praxis viel relevanter ist das kontinuierliche ZTU-Diagramm. Hierbei hat man das Ziel, dem Werkstoff eine bestimmte Härte zu geben. Die Kurven im Diagramm zeigen dem Techniker, mit welcher Geschwindigkeit er ein Werkstück abkühlen muss, um die gewünschte Härte zu erreichen. Wird ein Werkstück beispielsweise schnell in kaltem Wasser abgeschreckt, stellt sich ein Gefüge mit hoher Härte ein, dass allerdings auch sehr spröde ist. Im Schaubild ist das der Bereich des martensitischen Gefüges (mit M gekennzeichnet). Verlangsamt man die Abkühlgeschwindigkeit, streifen die Abkühlkurven auch die anderen Gefügefelder, und es bilden sich weniger harte, dafür aber zähere Gefüge mit höheren Anteilen von Ferrit und Perlit (diese Felder sind mit F bzw. P gekennzeichnet).

Am Beispiel eines Schaubildes für den Stahlwerkstoff C45 soll die Verwendung von ZTU-Diagrammen erläutert werden. Von den Abkühlkurven wird hierbei jene betrachtet, die zu einer Härte von 363 HV führt (zu finden in den Kreisen am Ende der Abkühlkurven). Die Umwandlung von Austenit zu Ferrit beginnt nach 3,5 Sekunden. Nach 9 Sekunden sind 3% des Austenits in Ferrit umgewandelt, weitere 30 Prozent sind nach ca. 12 Sekunden in Perlit umgewandelt. Nach etwa 28 Sekunden haben sich bei 330°C 40% Zwischengefüge gebildet. Wird die Temperatur weiter , setzt die Martensitbildung ein, so dass sich bei Raumtemperatur der restliche Austenit in Martensit umgewandelt hat.

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