Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild


Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild

Im Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild (ZTU-Diagramm, im englischen TTT, "Time Temperature Transformation") kann die Gefügeentwicklung bei unterschiedlichen Temperaturverläufen während des Härtens verfolgt werden. Erstellt werden ZTU-Schaubilder mittels eines Abschreckdilatometers. Prinzipiell unterscheidet man das isotherme und das kontinuierliche ZTU-Diagramm. Neben der Werkstoffbezeichnung (inkl. chemischer Zusammensetzung) müssen auch die Austenitisierungsbedingungen festgehalten werden.

Das isotherme ZTU-Diagramm

Prinzipdarstellung eines isothermen Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubildes. Dargestellt ist eine Erwärmungstransformation vom Zustand B nach A. Die rote Linie kennzeichnet den zeitlichen Temperaturverlauf der Erwärmung. Die Prozentangaben kennzeichen den Anteil der zeitabhängigen Transformation; innerhalb der Transformation sind beide Zustände als Gemisch vorhanden.

Nach der Austenitisierung (Wärmebehandlung beim Härten von Stahl) wird das Werkstück sehr schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht und solange gehalten, bis alle Umwandlungen abgeschlossen sind, was über die Längenänderung (Dilatometer) ermittelt werden kann.

Das kontinuierliche ZTU-Diagramm

Nach der Austenitisierung wird das Werkstück mit verschiedenen Abkühlgeschwindigkeiten bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Dabei werden die Umwandlungspunkte festgehalten. Zusätzlich wird am Ende der Abkühlkurve meist noch die erreichbare Härte notiert.

Die beiden Arten der Diagramme müssen streng getrennt betrachtet werden.

Weitere bzw. verwandte Arten von Diagrammen

Weiter gibt es noch das Schweiß-ZTU-Diagramm zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens beim Schweißen und das ZTA-Diagramm (wobei das A für Austenitisierung steht)[1], welches die Gefügeumwandlungen beim Aufheizen von Stahl definierter chemischer Zusammensetzung und vorhandenem Ausgangsgefüge inkl. Kornwachstum beschreibt. Zeit-Temperatur-Austenitisierungs-Schaubilder wurden von den wichtigsten Stählen erstellt, um erreichbare Austenitisierungszustände bei möglichst geringem Kornwachstum darzustellen.

Die Temperaturen, bei denen es zu einer Umwandlung kommt, werden mit Hilfe einer dilatometrischen Untersuchung ermittelt. Die bei dieser Temperatur im Gefüge jeweils vorhandenen Phasen und ihre Volumenanteile werden durch metallografische Beobachtungen, z.B. mit einem Lichtmikroskop, ermittelt.

Siehe auch

Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Wärmebehandlung

Einzelnachweise

  1. Temperatur- und zeitabhängiges Umwandlungsverhalten