Umwandlungseigenspannungen
Umwandlungseigenspannungen entstehen durch zeitlich versetzte Volumenausdehnungen bei Gitterumwandlungen während der Abkühlung. Sie sind besonders bei Martensitbildung ausgeprägt und führen zu Härte und Rissbildung.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Umwandlungseigenspannungen entstehen, wenn sich das Metall während der Abkühlung in verschiedene Gitterstrukturen umwandelt. Diese Prozesse sind nicht gleichzeitig und führen zu zeitlich versetzten Volumenausdehnungen. Zum Beispiel bei Martensitbildung wird das Metall plötzlich hart und volumenverkleinert, was Spannungen im Material verursacht.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Diese Spannungen können zu Härteproblemen und Rissen führen, insbesondere wenn das Metall nicht gleichmäßig abkühlt. Bei Martensitbildung kann die Naht sehr hart werden und verletzlich gegenüber mechanischen Belastungen sein. Dies erhöht die Gefahr von Heißrissen und Zerbruch.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Um Umwandlungseigenspannungen zu minimieren, ist es wichtig, dass das Metall gleichmäßig abkühlt. Verwende passende Kühlmittel wie Wasserbath oder Luftströmung. Bei Martensitfälligen Stählen (z.B. HSS) soll die Abkühlgeschwindigkeit kontrolliert werden, um eine ausreichend scharfe Naht zu erhalten, ohne dass sie zu hart wird. Empfohlene Kühlzeiten sind zwischen 10 und 30 Sekunden je nach Stahlart.