Austenitisieren

Sowohl beim Härten als auch beim Vergüten wird der Stahl im ersten Prozessschritt zunächst über die GSK-Linie erwärmt. Hierdurch wandelt sich das kubisch-raumzentrierte Ferritgitter vollständig in das kubisch-flächenzentrierte Austenitgitter um. Deshalb wird dieser Vorgang auch als Austenitisieren bezeichnet. Während des Austenitisierens zerfällt der Zementit des Perlits in seine Bestandteile und der frei werdende Kohlenstoff wird im Austenitgitter löslich. Um sicherzustellen, dass das Perlit nicht nur am Rand sondern auch im Inneren des zu härtenden bzw. zu vergütenden Bauteils zerfällt, muss das Werkstück je nach Dicke für eine längere Zeit auf Temperatur gehalten werden.

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Abbildung: Temperaturverlauf beim Härten bzw. Vergüten

Wie bereits im Kapitel Eisen-Kohlenstoff-Diagramm erläutert, nehmen die Kohlenstoffatome im Austenitgitter jeweils den Raum im Inneren der kubisch-flächenzentrierten Elementarzellen ein (Oktaederlücken). Würde in diesem Zustand der Stahl wieder langsam abgekühlt werden, so würde sich das Austenitgitter wieder in die für den Kohlenstoff nahezu unlösliche Ferritstruktur umwandeln (die bereits durch Eisenatome besetzten kubisch-raumzentrierten Elementarzellen des Ferrits lassen kaum eine Löslichkeit der Kohlenstoffatome im Gitter zu). Die Kohlenstoffatome hätten aufgrund der relativ langsamen Abkühlung dabei genügend Zeit, um aus dem sich umwandelnden Austenitgitter auszudiffundieren und die intermediäre Eisencarbid-Verbindung Zementit zu bilden (Fe3C).

Durch eine langsame Abkühlung aus dem Austenitgebiet würde sich also lediglich wieder der Ausgangszustand des Gefüges einstellen. Die für das Härten bzw. Vergüten gewünschte Gefügeänderung träte somit nicht ein. Stattdessen muss relativ schnell abgekühlt werden. Dies stellt den nächsten Prozessschritt dar, welcher im Folgenden erläutert wird.