Wärmebehandlungen der Gusseisenprodukte

Wie bei allen metallischen Werkstoffen, Eisen- und Nichteisenwerkstoffen, ist es auch bei Gusseisen möglich, die Endleistung durch Wärmebehandlungen zu verbessern. Wenn das Ziel lediglich darin besteht, das Vorhandensein von Eigenspannungen aus dem Produktionsprozess zu reduzieren, werden Entspannungsbehandlungen mit einer Dauer von einigen Stunden im Bereich von 200–550 °C durchgeführt.

Wie für Stähle können auch für Gusseisen Wärmebehandlungen durch Analyse der TTT- und CCT-Kurven entworfen werden, die jeweils das mikrostrukturelle Verhalten des Materials als Ergebnis isothermer Behandlungen (d. h. unter Einbeziehung von Verweilzeiten bei konstanter Temperatur) und anisothermische Behandlungen (bei denen die Temperatur aufgrund der Wirkung der verschiedenen angewandten Kühlmethoden zunehmend abnimmt) beschrieben.

Diese Diagramme werden auf der Grundlage der spezifischen Zusammensetzung des Gusseisens oder Stahls „angepasst“ und ermöglichen die Bewertung der mikrostrukturellen Entwicklung des Materials als Funktion der Temperaturen und Abkühlungsbedingungen, die bei einer Wärmebehandlung angewendet werden. Es werden einige Beispiele für die Regenerierung (Härten + Anlassen) von Gusseisengussstücken gezeigt, die jedoch sehr sorgfältig umgesetzt werden müssen, um Probleme im Zusammenhang mit der Brüchigkeit der beim Härten entstehenden Martensitphase zu vermeiden.

Das Härten, d. h. das schnelle Abkühlen des Materials von hohen Temperaturen, kann in Wasser oder Öl (und daher entspricht die Endtemperatur der Umgebungstemperatur) oder in einem Bad aus geschmolzenen Salzen (in diesem Fall besteht das Ziel darin, von hohen Temperaturen auf 250–350 °C abzukühlen und anschließend eine Austemperierungsbehandlung durchzuführen) durchgeführt werden.

Beim Anlassen hingegen handelt es sich um ein Erhitzen nach dem Abschrecken bei Temperaturen im Allgemeinen zwischen 200 und 650 °C, um eine Abschwächung der Brüchigkeit des Martensits (d. h. der Mikrostruktur, die sich aus einem Abschreckprozess ergibt) zu ermöglichen.

Austempering Abteilung

Andererseits sind einige spezifische isotherme Behandlungen viel effektiver, wie etwa die Austempering-Wärmebehandlung, die eine Optimierung der Mikrostruktur und Leistung der Gusseisen ermöglichen (siehe die Berichte dazu im entsprechenden Abschnitt zu ADI- und IDI-Gusseisen).

Schließlich wird über einige thermochemische Behandlungen (Nitrieren, Borieren) berichtet, die auf eine erhebliche Oberflächenhärtung (bis zu einer Tiefe von einigen Zehntel Millimetern) der Gusseisen abzielen. Beim Nitrieren besteht die Behandlung darin, das Material einige Dutzend Stunden lang in einer ammoniakreichen Umgebung bei Temperaturen von 500–600 °C zu halten. Unter diesen Bedingungen kommt es zur Diffusion von Stickstoff an der Materialoberfläche und zur Bildung sehr harter Verbindungen (Eisennitride), die somit die Oberflächeneigenschaften des Gusseisens verbessern. 

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