Einsatzhärten, Frage Einsatzhärtetiefe, Einsatzhärte

Hallo Leute,

mich würde interessieren wie ihr in der Konstruktion die Wärmebehandlung eines Einsatzstahl definiert.
Einsatzstähle werden im Stahlschlüßel ja nicht mit einer Härte und einer Tiefe angegeben sondern mit der Zugfestigkeit im Kern.
Die Tiefe wird an der Grenzhärte von 550HV1 gemessen, soweit bin ich informiert. Nun habe ich das so verstanden dass je länger man aufkohlt desto tiefer dringt der Kohlenstoff ein und umso tiefer wird die Eht.
Aber:
Wie kann bei z.B. 1.7131 die Härte definiert werden?
Lege ich einfach fest 600 +100 HV1 und Eht 0,4 +0,2 frei nach Schnauze?
Woher weiß ich dass dieser Stahl bei 600HV1 Oberflächenhärte bei der Grenzhärte (550HV1) die Eht 0,4 haben kann?
Ich habe das noch nicht ganz verstanden.

Gruß Wiener Schnitzel

Empfehlung: schreib Tenifer QPQ drauf.
Standardbehandlungszeit ist 90 Minuten. NHT ist dabei 0,2mm. Kein Verzug. Schöne Oberfläche. Rostbeständig. Geringe Reibung. Geringere Fressneigung als beim einsatzhärten (wichtig bei Zahnrädern). Und Härtemessung kann man sich in Serie im Prinzip auch sparen.
Wenns unbedingt einsatzgehärtet sein muss dann kontaktiere am besten deine Härterei und besprich was auf die Zeichnung soll und wie geprüft wird.

Hallo Zusammen

Die Materialaswahl ist erstmal das wichtigste. nicht was kann das Material sonder was brauchst du!!
Je tiefer du die EHT angibst je tiefer die "Verschleißschicht" was ja Zb bei Zahnrädern wichtig ist aber der Kern sollte ja Zäh sein
62 HRC ist da an der Oberfläche ein normaler wert
Aber Du solltest erstmal schauen was wichtig ist verschleißschicht Zäher Kern usw
1731 kann min. 1mm EHT 62HRC

Also ehrlich gesagt das bringt mich jetzt nicht weiter. Meine Frage steht in keinem Zusammenhang mit der Materialauswahl. Die Frage ist woher man weiß wie man zu einer bestimmten Härte die richtige Eht definieren kann. Anders gesagt kann z. B. bei Härte 60HRC eine Eht von 0,2 oder auch 0,8 eingestellt werden? Oder ist die Eht bei 60HRC immer eine Bestimmte?

Hoi
Die erzielbare Härte ist Materialabhängig und kann nicht wie bei einem Durchhärter durch nachfolgendes Anlassen eingestellt werden.
Mit der Werkstoffnummer wird die Zusammensetzung des Materiales in einem Toleranzbereich definiert. Innerhalb dieser Toleranzen kann es schon zu Härteunterschieden kommen. Ist in nachfolgendem Link gut erklärt. https://www.haerterei-haferbier.de/waermebe...g/nitrieren.php

Die Einhärtetiefe ist m.W. in erster Linie abhängig von der Prozessdauer. Bestimmte Verfahren sind nur geeignet für geringe EHT wenn ich mich richtig erinnere.

Je nach Anwendung und Anforderung muss der geeignete Stahl und ebenso das Oberflächenhärtungs-Verfahren gewählt werden, welches die Anforderungen des Bauteiles am ehesten unterstützt. Nicht jede Härterei verfügt über alle Verfahren, somit ist eine Rücksprache mit der Härterei im Vorfeld zweckdienlich.

In der Firma habe ich eine Liste / Matrix von Bodycote, in welcher die Eigenschaften der verschiedenen Materialien und Nitrierverfahren übersichtlich dargestellt sind. Da kann man gut zwischen „Pest und Cholera“ auswählen. Werde sie nächste Woche hier einstellen.

Sorry hab dich falsch verstanden

Die härte ist nicht abhängig von der Tiefe (allerdings weis ich nicht dii mindesttiefe
Bauteile die wir fertigen fangen bei 0,4 mit 62 HRC an und gehen bis 1mm

Beim Einsatzhärten wird ja in die Oberfläche Kohlenstoff eingebracht damit der Stahl härtbar wird.
Die mögliche Tiefe ist vom Basismaterial und der Behandlungsdauer abhängig. Dafür gibts Tabellen mit den maximal möglichen EHTs.
Die Oberflächenhärte ist abhängig davon, wie hoch der Kohlenstoffgehalt in dem Bereich ist. Auch das ist wieder von der Behandlungsdauer abhängig und dafür gibt es auch Tabellen. Natürlich sollte man nicht auf maximal mögliche Oberflächenhärte gehen, sonst kann es zu Spannungsrissen kommen. Man muss nach dem härten wieder entspannen, dabei sinkt die Härte natürlich wieder etwas.
Ansprechpartner #1 sollte deine Härterei sein. Einsatzhärten ist nicht unkomplex. Deshalb auch meine Empfehlung zum heute üblicheren Tenifer QPQ (oder gasnirtieren, plasmanitrieren etc).

@Rainer60, die Tabelle von Bodycote wäre gut. Vielen Dank vorab.

MikeE25,
Wenn dann eher Gasnitrieren.
Mit Badnitrieren lässt sich keine besonders große Oberflächenhärte erzielen. Das dient eher dem Korrosionsschutz.
Die Oberfläche sieht dann auch nicht toll aus.
Insgesamt ist das Nitrieren kein Ersatz für das Einsatzhärten.
Die Tiefe der Nitrierschicht ist nicht so tief wie es beim Einsatzhärten möglich ist.

Ja und beim nitrieren ist nur die äußere Schicht wirklich richtig hart umso mehr man von nitrierten Schicht wieder Wegschleift umso weicher wird das Teil wieder
Gruß Dreher 1991

Also es ist doch klar was die Stärke des Nitrieren gegenüber dem Einsatzhärten ist. Es ist der Verzug. Er tritt beim nitrieren nicht oder nur sehr gering auf da keine Gefügeumwandlung (Abschrecken) passiert. Eine nachfolgende Hartbearbeitung macht Bauteile immer sehr viel teurer. Das soll auch gar nicht das Thema sein. Gerade viele Autozulieferer verlangen aber einsatzgehärtete Bauteile. Und deswegen wären Tabellen wichtig anhand derer man sieht wie diese Bauteile gehärtet werden können. Ich habe in meinen Fachbüchern nichts darüber gefunden. Es wird nur hinreichend erklärt wie das Verfahren durchgeführt wird, wie man die Härte misst usw.

Hallo
Du kannst 16MnCr5 "nicht" wirklich nitrieren dann must dann auf andere Werkstoffe gehen
Bei Ritzeln ,Klemmbacken usw zb ist häufgi Einsatzhärten alternativlos und da gibt es Leute die berechnen was nötig ist
Bei Passungen musst du nachbearbeiten auch wenn es Salzbadgehärtet wird was zehmlich verzugzarm ist.

Der Beitrag wurde von scherco bearbeitet: 07.07.2019, 19:27 Uhr

Klar kann man 16MnCr5 nitrieren.
Maximale NHT ist 1mm beim Gasnitrieren bzw Plasmanitrieren und 0,5mm beim Tenifer. 90min Standard Tenifer bringt 0,2mm NHT.
HV1 ist 650 - 750.
Bei sogenannten Nitrierstählen kann man zwar Oberflächenhärten von 950 - 1200 HV1 erreichen, diese sind aber auch instabiler (brüchiger) - bei hoher Belastung kommt es leichter zu Mikroausbrüchen die man unter dem Mikroskop gut beobachten kann.
Durch den geringeren Verschleiss, der geringeren Fressneigung und dem geringeren Reibwert im trockenen Zustand (Notlaufeigenschaften) ist nitrieren gerade bei Zahnrädern dem einsatzhärten weit überlegen.
Passungen: kommt drauf an wie die Toleranzen gewählt werden. Nitrieren trägt definiert auf, das kann man maßlich gegenhalten.

Interessant dass wenn es um die Frage geht wie man die Einsatzhärte definiert, es hauptsächlich darauf hinausläuft dass immer wieder vom nitrieren gesprochen wird. Leute: Das nitrieren ist besser, das nitrieren ist zeitgemäßer, das nitrieren ist ein geiles Verfahren, alles richtig. Wobei auch hier bei dem ein oder anderen gefährliches Halbwissen zu Tage tritt.
Aber wie wird vom Konstrukteur die Einsatzhärte definiert, BEVOR das Bauteil hergestellt ist.

Die Tiefe ist von vielen Faktoren abhängig Bauteilgröße ,Belastung ,Anforderung usw. Da kann man meines erachtens keine Pauschale Aussage treffen.
Die Härte kann gesteuert werden,
Und um die Tiefe erhöhen um das Bearbeitungsaufmaß so das die Tiefe am Fertigtei vorhanden ist.

Und Nitrieren ersetzt das einsatzhärten nicht und ist nicht immer besser oder genau so gut.
Da kann man die Härte nicht steuern die ist abhänig vom Material. die Tiefe von der Zeit

Hoi
Hier das PDF, welches Bodycote als Informationsmaterial bezgl. Nitrieren zur Verfügung stellt.

 Nitrieren.pdf ( 517.41KB ) Anzahl der Downloads: 22

Auf Seite 6 sind die verschiedenen Verfahren und deren Eigenschaften aufgelistet.
Der Vorgänger von Bodycote (Rheintal-Werkstofftechnik) hat wohl einige Nitrierverfahren optimiert und deshalb erscheint der Begriff "Rhein" bei 2 Verfahren.
Auf Seite 8 sind die Werkstoffe mit den zu erwartenden Härten, Schichtdicken und Nitrierhärtetiefen ersichtlich.

Ich denke das PDF dürfte Deinem Wunsch entsprechen.

@Rainer60, danke für die Tabelle.
Ich habe soeben mit unserer Härterei telefoniert. Man hat mir hier folgendes gesagt:

1. Alle Stähle die man einsatzhärtet können die gleiche Oberflächenhärte bekommen. Das liegt daran weil in jeden Stahl die gleiche Menge C eingebracht werden kann. Diese Härte ist max. 800HV. Man benötigt hier einen Range von 100. die Angabe wäre also 700 +100 HV.
2. Die Eht kann bis ~1,2mm tief sein. KANN. Normal sind Tiefen von 0,2-0,4 oder auch 0,4-0,6. Die Tiefe wird durch die Zeit des Aufkohlens hergestellt.
Allerdings sind hier auch die Kosten zu berücksichtigen. 0,1mm Tiefe braucht 1h Zeit.
3. Für die Prüflast gibt es eine Norm: DIN ISO 15787

Zusammenfassend kann man sagen:
Härte:
Die Härte angeben die man haben möchte mit einem Range von 100. Z.B. 600 +100HV1. Hier die geeignete Prüflast beachten. Zu beachten ist dass man die Grenzhärte von 550HV1 nicht unterschreitet. Wenn sie die Grenzhärte überschreitet dann wird die Messung der Eht mittels Abstufung vorgenommen.
Diese Härte wird mittels Anlassen eingestellt!

Einsatzhärtetiefe:
Die Eht angeben wie man möchte mit einem Range von 0,2. Hier sind Tiefen von 0,2-0,4 oder auch 0,4-0,6 gängig. Die Tiefe wird bestimmt dadurch wie lange man aufkohlt! Und jetzt kommts: Stimmt die Eht bei der Grenzhärte nicht, dann wird mittels Abstufung die Grenzhärte nach oben gesetzt. Sprich man geht dann von einer höheren Grenzhärte aus. Dafür gibt es eine Tabelle in DIN 15787 (oder im Fachbuch) anhand derer die Eht quasi am richtigen Platz gemessen wird. Z.B. Eht 0,5 kann dann bei einer höheren Grenzhärte sein. Das ist die ganze Hexerei.

Ich hoffe ich habe mich verständlich ausgedrückt.

In der Industrie wurden in den letzten Jahrzehnten, vor allem bei Getrieben und Zahnrädern, genug Tests durchgeführt. Einiges findet man im Netz, einiges an Wissen lagert bei Wärmebehandlern und bei Fachvorträgen kommt man auch an solche Erfahrungswerte ran.
Ergebnis: einsatzhärten ist was Festigkeit angeht einen Tick besser wie nitrieren aber nitrieren ist einfacher, preiswerter, prozesssicherer.
Legt man Zahnräder fürs nitrieren aus und ergeben sich dann Festigkeitsprobleme, kann man zur Not - ohne die Konstruktion zu ändern - auf das einsatzhärten umschwenken um das Problem ggf zu lösen. Umgekehrt funktioniert das nicht.
Genauso kann man es bei der Materialwahl machen: Bauteile lieber für einen einfacheren, gut verfügbaren und gut bearbeitbaren Stahl auslegen und eine etwas hochwertigere Backup Variante in der Hinterhand haben als umgekehrt.

Ist zwar nicht das eigentliche Thema
Was ist mit der Kernfestigkeit ? musst Du dann nicht vergütete Vergütungsstähle (oder diese vergüten) verwenden
kostet auch und die Bearbeitung wird schwerer als bei Einsatzstählen oder sehe das falsch?
Ich habe Gerade wieder Ein Bautel welches wir Nitriet haben wieder zurück zum Einsatzhäten müssen ,weil der Verschleiß deutlich geringer ist

Wo es geht bevorzugen wir auch Nitrieren besser noch Nitrocarbonitrieren mit Nachoxidation

Gutes Thema.
Jeder Stahl hat ja eine andere Anlasstemperatur. Ist diese unter der Prozesstemperatur beim nitieren, verliert der Stahl an Kernfestigkeit.
In vielen Fällen ist das egal, bei hochbelasteten Bauteilen kann es zum Problem werden weshalb man entweder eine passende Stahlsorte wählen oder das Nitrierverfahren anpassen muss. Mit Plasmanitrieren kann man beispielsweise mit der Prozesstemperatur auf bis zu 350°C runtergehen während beim Tenifer 850° üblich sind.

Die Bearbeitung von Vergütungsstählen muss nicht zwingend schwerer werden.
42CrMo4 vom Stahlhändler ist nicht selten auf deutlich über 1000 N/mm² vergütet, ich hatte schon mal ein Los mit 1200. Bringt man den durch temperieren auf 800 - 950 N/mm² lässt er sich einwandfrei bearbeiten und hat auch eine prima Zähigkeit.

Hy
Fertigst eigene Produkte?
Bei uns Sagt der Kunde zu 90% was er möchte und das wird dann auch so gemacht .
Wenn 42CrMo4 QT gefordert muß ich da duch und kann es nicht Anlassen .

Auch als Lohnfertiger hat man aber auch die Möglichkeit zu beraten.