Beim Erhitzen und Abkühlen von Baustahlwerkstücken entsteht aufgrund der unterschiedlichen Abkühlungsgeschwindigkeit der Oberflächenschicht und des Kernabschnitts sowie der Zeit ein Temperaturunterschied, der zu einer Volumenausdehnung und -kontraktion der ungleichmäßigen Spannung führt, die die Wärmespannung verursacht. Bei thermischer Belastung aufgrund einer Temperatur unterhalb der Oberfläche des Kernabschnitts ist die Kontraktion auch größer als beim Verlassen des mittleren Kernabschnitts unter Spannung, wenn das Abkühlende endet, da der mittlere Abschnitt des endgültigen Abkühlvolumens nicht kontrahieren kann den Mittelteil der Oberflächendruckspannung frei verlassend. Unter dem Einfluss der thermischen Belastung kommt es letztlich zu der Werkstückoberflächenpressung und Herzspannspannung. Dieses Phänomen hängt von der Kühlgeschwindigkeit, der Materialzusammensetzung und der Wärmebehandlung sowie anderen Faktoren ab. Beim Abkühlen gilt: Je höher der Kohlenstoffgehalt und die Legierungszusammensetzung, desto ungleichmäßiger wird der Abkühlungsprozess der plastischen Verformung unter thermischer Belastung, die dadurch entsteht, dass die endgültige Form der Eigenspannung umso größer ist.
Andererseits kommt es während der Wärmebehandlung des Stahls aufgrund der Gewebeveränderung, d des Volumens des im Gewebe gewachsenen Stresses. Das Endergebnis ist eine Zugspannung im Oberflächengewebe, eine Druckspannung im Herzbereich und eine thermische Spannung im genauen Gegenteil. Die Spannung in der Werkstückgröße und die Abkühlgeschwindigkeit der Martensit-Umwandlungszone beeinflussen die Form, die chemische Zusammensetzung des Materials.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20. April 2023