Randschichthärten — Werkstoffkunde

Ein Zahnrad soll außen hart sein (gegen Verschleiß), innen aber zäh (damit es nicht bricht). Ein Vollhärten würde es durch und durch spröde machen. Die Lösung heißt Randschichthärten: Nur die äußere Schicht wird gehärtet, der Kern bleibt weich und zäh.

( + Härten) ist das klassische Verfahren für niedrig gekohlte Stähle wie . Der Ablauf:

1. : Das Bauteil liegt stundenlang bei 900–950 °C in einer kohlenstoffabgebenden Atmosphäre. Der diffundiert in die Randschicht, bis dort 0,7–1,0 % C stecken — der Kern behält seine 0,15 %.

2. Härten: Abschrecken macht die aufgekohlte Randschicht zu hartem , während der kohlenstoffarme Kern weich bleibt.

Das Ergebnis ist die perfekte Kombination: harte Oberfläche, zäher Kern. Die (Eht) sagt dir, wie tief die harte Schicht reicht — typisch 0,3 bis 2 mm.

arbeitet mit statt Kohlenstoff. Bei 500–570 °C diffundiert Stickstoff in die Oberfläche und bildet extrem harte Nitride. Der große Vorteil: Es findet kein Abschrecken statt, also fast kein Verzug. Nitrierte Schichten sind sehr hart und korrosionsbeständig, aber dünn (0,1–0,8 mm).

erwärmt nur die Randzone blitzschnell mit einem Induktionsfeld und schreckt sofort ab. Das ist ideal für große Teile wie Kurbelwellen und Zahnstangen: selektiv, schnell und mit definierter Härtetiefe.

Alle drei Verfahren haben mit dem Schweißen direkt zu tun:

• Einsatzstähle sind vor dem Einsatzhärten gut schweißbar (weich, niedrig gekohlt). Nach dem Einsatzhärten ist die Oberfläche zu hart und zu rissanfällig zum Schweißen — Schweißnähte gehören in den weichen Kernzustand, vor dem Aufkohlen.

• Nitrierte Oberflächen lassen sich nicht mehr schweißen, ohne die harte Schicht zu zerstören.

• Schweißt du ein einsatzgehärtetes oder nitriertes Bauteil an, zerstörst du in der genau die harte Randschicht, die das Bauteil braucht.