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Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild


Im Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild (ZTU-Diagramm, im englischen TTT, "Time Temperature Transformation") wird die Gefügeentwicklung bei unterschiedlichen Zeit-Temperaturverläufen dargestellt. Eine der häufigsten Anwendungen erfolgt beim Härten von Stahl. Erstellt werden ZTU-Schaubilder oft mittels eines Abschreckdilatometers. Daneben werden aber auch andere Methoden wie Dynamische Differenzkalorimetrie oder elektrische Widerstandsmessung angewendet. Prinzipiell unterscheidet man das isotherme und das kontinuierliche ZTU-Diagramm. Zum ZTU-Diagramm gehören meist zusätzliche Angaben wie Werkstoffbezeichnung (inkl. chemischer Zusammensetzung), Ausgangsgefüge, vorangegangene Zeit-Temperaturpfade (bspw. Austenitisierungsbedingung), Gefügeanteile oder Härte.

Bestimmung von ZTU-Diagrammen

Über die Änderung einer physikalischen, messbaren Größe wie der Länge einer Probe während der Temperaturführung wird der Beginn und gegebenenfalls das Ende einer Umwandlung bestimmt. Oft lassen sich auch mehrere Umwandlungen eindeutig identifizieren. Da die meisten physikalischen Größen selber temperaturabhängig sind, bei der Länge über den thermischen Ausdehnungskoeffizienten, ist dies zu berücksichtigen. Für mehrere Temperaturführungen werden der Umwandlungsbeginn und -ende in ein Zeit-Temperatur-Diagramm eingetragen. Die Zeit ist dabei meist logarithmisch aufgetragen. Oft werden die verwendeten Zeit-Temperaturpfade zur Information mit eingezeichnet.

Das isotherme ZTU-Diagramm

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

Einzelnachweise

  1. Temperatur- und zeitabhängiges Umwandlungsverhalten

Kategorien: Stoffeigenschaften ändern | Diagramm | Werkstoffkunde

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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