Oberflächenhärte veränderlich?

Azkaenion · Anmeldungsdatum: 21.06.2020 Beiträge: 301

Wenn ich in eine Metall Legierung Stickstoff oder Kohlenstoff zum Verspannen des Kristallgitters eindiffundiert habe, um damit die Oberflächenhärte zu erhöhen und diese Schicht hat sagen wir 40 Mikrometer und die Härte nimmt von Aussen nach Innen immer mehr ab und es würde sich jetzt das Volumen des beschichteten Körpers vergrößern.
Dann würde die Schicht durch die damit verbundene Oberflächenvergrößerung dünner werden.

Hätte ich dann aber immer noch die gleiche Oberflächen Härte?
Theoretisch ändert sich doch an der Oberfläche nix.
Was nachwandert um die Oberflächenvergrößerung auszugleichen, sind ja die Atome aus dem Inneren.

hansguckindieluft · Anmeldungsdatum: 23.12.2014 Beiträge: 1212

Macht denn die harte Schicht die Oberflächenvergrößerung mit, ohne aufzuplatzen?

Azkaenion · Anmeldungsdatum: 21.06.2020 Beiträge: 301

Ja!
Dadurch das ja alles an zusätzlichen Atomen auf die Zwischengitterplätze eindiffundiert ist.

hansguckindieluft · Anmeldungsdatum: 23.12.2014 Beiträge: 1212

Azkaenion · Anmeldungsdatum: 21.06.2020 Beiträge: 301

Die Härte der Schicht ist etwa 1000HV 0,5
Es ist eine reine Kohlenstoffschicht.
Es war jetzt nur ein Gedankenexperiment.

Jedes Bauteil erfährt ja in seinem Leben immer wieder mal Volumenänderungen.

Sei es durch Temperaturunterschiede. Es wird ja mal ein paar Grad kälter oder wärmer etc.

Oder sogar durch Umkristallisationen, oder Rekristallisationen die immer im Material statt finden. (wobei diese natürlich verschwindend gering sind)

Der eindiffundierte Kohlenstoff erzeugt Druckspannungen im Gitter, was dann die Härte erzeugt.

Diese Schicht ist ja nicht auf, sondern im Material.
Also müßte bei einer Volumenänderung das Material dann einen Riss bekommen.

Die Rekristallisationsprozeße die immer statt finden, schließe ich dabei aus, weil einfach zu gering.
Und ich denke, wenn die Temperaturunterschiede nicht zu groß sind, passiert da auch nix.

Es war nur ein Gedankenspiel.
Weil ich mich gefragt habe, da die Schicht ja "dünner" werden muß durch die Volumenänderung, ob sie dann immer noch die gleiche Härte hat, weil ja im Prinzip noch immer die oberste Schicht an Ort und Stelle ist.

Ich kann mir auch ehrlich gesagt nicht vorstellen, das Vloumenänderungen durch Temperatureffekte zu Mikrorissen führen.
Sonst hääte man sich mit dieser Technik ja ein Kuckusei ins Nest gelegt.

Bei der normalen Passivschicht von Edelstahl z.b. die nur aus Chromoxid besteht weiß ich, das es bei ausreichender Dicke und zu großen Temperaturunterschieden Risse in der Passivschicht geben würde, weil diese halt völligst andere Eigenschfaten hat, als das nicht passivierte Material darunter.
Diese Risse repassivieren dann einfach wieder.

Aber in diesem fall aus dem Beispiel hätte ich dann Mikrorisse im Material welche mir die Bauteil Lebensdauer beträchtlich verkürzen würden.