Hartfähigkeit

Hartfähigkeit, auch Härtbarkeit genannt, beschreibt die Fähigkeit eines Materials, durch Wärmebehandlung harte Gefügeanteile zu bilden. Im Stahlwesen bezieht sie sich insbesondere auf die Eindringtiefe der Härteentwicklung nach dem Abschrecken aus dem Austenitisierungszustand. Eine größere Hartfähigkeit bedeutet, dass sich auch in tieferen Bereichen eines Bauteils eine harte Gefügephase (häufig Martensit) bilden lässt, nicht nur an der Oberfläche.

Einflussfaktoren sind chemische Zusammensetzung, Geometrie und Wärmebehandlung. Der Kohlenstoffgehalt steigert grundsätzlich die Neigung zur Umwandlung in martensitische Strukturen; Legierungselemente wie Chrom, Molybdän, Nickel, Vanadium, Wolfram oder Niob bilden Carbide und beeinflussen die Transformation, wodurch die Härtbarkeit erhöht oder beeinflusst wird. Die Querschnittsgröße des Bauteils sowie die Austenitisier-Temperatur und -Zeit sowie das Abschreckmedium (Wasser, Öl, Luft) haben ebenfalls maßgeblichen Einfluss.

Messung und Diagramme: Die Hartfähigkeit wird oft mittels des Jominy-Endkühltests bestimmt, bei dem ein aufgeschmolzenes und anschließend austenitisiertes Stahlstück gleichmäßig abgeschreckt wird. Die Härte entlang der Stablänge ergibt eine Verteilungscharakteristik, aus der sich ein Härtbarkeitsindex oder das Härtbarkeitsverhalten ableiten lässt. Härtbarkeitstypische Darstellungen umfassen Härtbarkeitsdiagramme sowie TTT- und CCT-Diagramme, die das Umwandlungsverhalten unter verschiedenen Abkühlungen zeigen.

Verwendung und Bedeutung: Die Wahl eines Stahls mit geeigneter Hartfähigkeit ist entscheidend für Bauteile mit bestimmten Forderungen an Oberflächen- und Tiefenhärte, Verschleißfestigkeit und Maßhaltigkeit. Zu hohe Hartfähigkeit kann Verspannungen oder Sprödigkeit begünstigen, weshalb Legierung, Wärmebehandlung und Geometrie gezielt abgestimmt werden.