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Группа авторов. Thermochemische Behandlung von Eisenwerkstoffen im Gas
Thermochemische Behandlung von Eisenwerkstoffen im Gas
Vorwort zur 2. Auflage
Vorwort zur 1. Auflage
Inhalt
1Grundlagen der Verfahrenstechnik. 1.1Einsatzhärten
1.1.1Aufkohlen
1.1.1.1Verfahren
1.1.1.1.1Die Aufkohlungsreaktionen, ihre Gleichgewichtsbeziehungen und die für das Prozessregeln spezifischen Indikatoren
1.1.1.1.2Die Kohlenstoffaktivität/C-Aktivität aC
1.1.1.1.3Der Kohlenstoffpegel/C-Pegel CP
1.1.1.1.4Der Legierungsfaktor kL
1.1.1.1.5Der Kohlenstoff-Übergangskoeffizient – die Kohlenstoff-Übergangszahl β
1.1.1.1.6Die Kohlenstoff-Verfügbarkeit
1.1.1.1.7Die Kohlenstoffdiffusion
1.1.1.2.8Randoxidation
1.1.1.2Niederdruckaufkohlen
1.1.1.2.1Die Reaktionen beim Niederdruckaufkohlen
1.1.1.2.2Prozesskontrolle
1.1.1.2.3Prozesstypische Erscheinungen
1.1.1.3Das Reaktionsmedium Plasma für Diffusionsbehandlungen
1.1.1.4Plasma-Aufkohlen. 1.1.1.4.1Verfahrenstechnik
1.1.1.4.2Einfluss von Plasmastrom- bzw. Plasmaleistungsdichte auf die Aufkohlungsergebnisse
1.1.1.5Gegenüberstellung der unterschiedlichen Aufkohlungsverfahren
1.1.2Carbonitrieren
1.1.2.1Carbonitrieren bei Normaldruck
1.1.2.1.1Die Wechselwirkung zwischen Kohlenstoff- und Stickstoffaktivität
1.1.2.1.2Anwendung des Carbonitrierens
1.1.2.1.3Anlagen- und Chargeneinfluss beim Carbonitrieren
1.1.2.2Niederdruckcarbonitrieren
1.1.3Sonderverfahren. 1.1.3.1Aufkohlen austenitischer Stähle bei Niedrigtemperatur
1.1.3.2Aufkohlen bei hoher Temperatur – Hochtemperaturaufkohlen
1.1.3.3Aufkohlen in sauerstofffreien Atmosphären
1.1.3.4Aufkohlen mit hohen Randkohlenstoffgehalten – Excess Carburizing
1.1.4Härten, Anlassen, Tiefkühlen
1.1.4.1Verfahren zum Härten
1.1.4.1.1Direkthärten (Typ A)
1.1.4.1.2Einfachhärten (Typ B)
1.1.4.1.3Härten nach isothermischem Umwandeln (Typ C)
1.1.4.1.4Doppelhärten (Typ D)
1.1.4.2Warmbadhärten
1.1.4.3Tiefkühlen
1.1.4.4Der einsatzgehärtete Zustand
1.1.4.5Anlassen
1.2Nitrieren und Nitrocarburieren. 1.2.1Begriffsbestimmung
1.2.2Nitrieren
1.2.3Nitrocarburieren. 1.2.3.1Die Reaktionen
1.2.3.2Kenngrößen
1.2.3.3Einfluss der Kenngrößen auf das Ergebnis des Nitrierens und Nitrocarburierens
1.2.3.4Wechselwirkung von Stickstoff und Kohlenstoff in der Nitrierschicht
1.2.4Plasmanitrieren. 1.2.4.1Das Reaktionsmedium Plasma
1.2.4.2Prozessablauf
1.2.5Sonderverfahren/Kombinationsverfahren
1.2.5.1Nitrieren / Nitrocarburieren bei niedriger Temperatur
1.2.5.2Nitrieren / Nitrocarburieren oberhalb 590 °C bzw. oberhalb Ac1(Fe-N-C)
1.2.5.3Hochtemperatur-Nitrieren
1.2.5.4Niederdrucknitrieren
1.2.5.5Drucknitrieren
1.2.5.6Nitrieren/Nitrocarburieren und Beschichten
1.2.5.7Nitrocarburieren und anschließendes Härten im Vakuumofen
1.2.5.8Nitrocarburieren und anschließendes Randschichthärten
1.2.6Vor- und Nachbehandlung
1.2.6.1Reinigen
1.2.6.1.1Waschen
1.2.6.1.2Strahlen
1.2.6.1.3Beizen
1.2.6.2Vorbehandlung
1.2.6.2.1Entgraten
1.2.6.2.2Voroxidieren
1.2.6.2.3Spannungsarmglühen
1.2.6.2.4Normalglühen
1.2.6.2.5Vergüten
1.2.6.2.6Vorbereiten für eine örtlich begrenzte Diffusionsbehandlung
1.2.6.3Nachbehandlung
1.2.6.3.1Reinigen
1.2.6.3.2Auslagern
1.2.6.3.3Nachoxidieren
1.2.6.3.4Diffusionsbehandeln
1.2.6.3.5Spanendes Bearbeiten
1.2.6.3.6Richten oder Kalibrieren
1.2.6.3.7Korrosionsschützen
2 Verfahrensdurchführung. 2.1Herstellung der Behandlungsatmosphären
2.1.1Gase, allgemeine Bemerkungen
2.1.2Propan
2.1.3Methan/Erdgas
2.1.4Ammoniak
2.1.5Ammoniak-Spaltgas
2.1.6Kohlenstoffdioxid
2.1.7Kohlenstoffmonooxid
2.1.8Stickstoff
2.1.9Acetylen
2.1.10Wasserstoff
2.1.11Argon
2.1.12Helium
2.1.13Endogas
2.1.14Exogas
2.1.15Methanol
2.2Atmosphären zum Wärmebehandeln
2.2.1Atmosphären zum Aufkohlen und Carbonitrieren
2.2.2Atmosphären zum Nitrieren und Nitrocarburieren
2.2.3Atmosphärenwechsel
2.3Messen, Steuern und Regeln
2.3.1Prozess-Zielgrößen
2.3.1.1Aufkohlen, Carbonitrieren, Einsatzhärten
2.3.1.2Nitrieren und Nitrocarburieren
2.3.2Prozessparameter. 2.3.2.1Temperatur. 2.3.2.1.1Temperaturmessung
2.3.2.1.2Temperaturregelung
2.3.2.2Atmosphärenkenngrößen. 2.3.2.2.1Messen und Bestimmen der Kenngrößen. 2.3.2.2.1.1C-Pegel
2.3.2.2.1.2Carbonitrierpegel CPcarb und NPcarb
2.3.2.2.1.3Kohlenstoffübergangszahl β
2.3.2.2.1.4Dissoziationsgrad beim Nitrieren/Nitrocarburieren
2.3.2.2.1.5Nitrierkennzahl KN
2.3.2.2.1.6 Oxidationskennzahl KO
2.3.2.2.1.7 Kohlungskennzahl KC
2.3.2.2.2 Regelung der Kenngrößen. 2.3.2.2.2.1 C-Pegel
2.3.2.2.2.2 C-Pegel in Ungleichgewichtsatmosphären
2.3.2.2.2.3 Kohlenstoffübergangskoeffizient β in Gleichgewichtsatmosphären
2.3.2.2.2.4Nitrierwirkung beim Carbonitrieren
2.3.2.2.2.5 Dissoziationsgrad und Nitrierkennzahl
2.3.2.2.2.6Die Oxidationskennzahl KO
2.3.2.2.2.7 Kohlungskennzahl
2.3.2.3Atmosphärenzusammensetzung
2.3.2.3.1 Messen der Atmosphärenzusammensetzung
2.3.2.3.1.1Infrarot-Analysatoren
2.3.2.3.1.2 Sauerstoffsonden
2.3.2.3.1.3 Schüttelflasche
2.3.2.3.1.4Wärmeleitfähigkeits-Messgeräte
2.3.2.3.1.5 Taupunktmessgeräte
2.3.2.3.1.6 Wasserstoff-Partialdruck-Messgerät
2.3.2.3.2 Regeln der Atmosphärenzusammensetzung
2.3.2.4 Gasmengen
2.3.2.4.1 Messen der Gasdurchflussmengen
2.3.2.4.2 Regelung der Gasdurchflussmengen
2.3.2.5 Druck
2.3.2.5.1 Druckmessung
2.3.2.5.2 Druckregelung
2.4 Prozessführung
2.4.1 Beschicken und Erwärmen
2.4.1.1 Einbringen in den kalten Ofen
2.4.1.2 Einbringen in den warmen Ofen
2.4.1.3 Voroxidieren vor dem Nitrieren und Nitrocarburieren
2.4.2 Halten. 2.4.2.1 Nitrieren und Nitrocarburieren
2.4.2.2 Aufkohlen und Carbonitrieren
2.4.3 Abkühlen. 2.4.3.1 Nitrieren und Nitrocarburieren
2.4.3.2 Aufkohlen und Carbonitrieren
3 Anlagentechnik. 3.1 Einrichtungen zur Gasversorgung. 3.1.1 Endogaserzeuger
3.1.2 Direktbegasungsverfahren. 3.1.2.1 Direktbegasung mit Kohlenwasserstoff-Luft-Gemischen
3.1.2.2 Trägergas aus Methanol und Stickstoff
3.1.3 Ammoniak-Spaltgas-Erzeuger
3.2 Begasung der Öfen. 3.2.1 Anlagen bei Normaldruck
3.2.2 Anlagen bei Niederdruck
3.3 Prozessablauf und Prozessüberwachung
3.3.1 Anlagen bei Normaldruck
3.3.2 Anlagen bei Niederdruck
3.3.3 Sicherheitseinrichtungen
3.4 Schacht- und Haubenöfen. 3.4.1 Beschreibung der Anlagen
3.5 Mehrzweck-Kammeröfen
3.6 Durchstoß-Öfen/Ringherdöfen
3.7 Drehherdöfen
3.8 Banddurchlauföfen
3.9 Rollenherdöfen
3.10 Anlagen zum Niederdruckaufkohlen
3.11 Anlagen für thermochemische Behandlungen mit Plasmaunterstützung. 3.11.1 Anlagen zum Plasmanitrieren/-nitrocarburieren. 3.11.1.1 Beschreibung der Anlagen
3.11.1.2 Aufbau der Anlagen
3.11.1.3 Anlagenbetrieb
3.12 Allgemeine Hinweise zur Ofenauswahl
3.13 Abschreckanlagen
3.14 Hinweise zum Chargenpacken
3.15 Chargentransport
4 Energiebilanz. 4.1Der Energiebedarf für thermochemische Prozesse
4.2 Beispiele aus der Praxis
4.2.1 Beispiel 1: Doppelkammerofen
4.2.2 Beispiel 2: Durchstoßofen
4.2.3 Beispiel 3: Vakuum-Mehrzweck-Kammerofen zum Niederdruckaufkohlen
5Umweltschutz und Entsorgung
5.1Umweltschutz und Genehmigungsrecht
5.2Gefahrstoffe
5.2.1Lagern von Gefahrstoffen
5.2.2Einsatz von Gefahrstoffen
5.3Anlagen und Ausrüstungen
5.4Abfallentsorgung
5.5Nutzen aus Umweltschutz und Entsorgung
6Hinweise zum sicheren Betrieb der Anlagen. 6.1Beispiele für die Notwendigkeit von Sicherheitsmaßnahmen
6.2Allgemeines
6.3Sicherheit für Leib und Leben
6.4Sicherheit für die Anlage
6.5Sicherung des Behandlungsgutes
6.6Prüfung und Instandhaltung
Literatur
Sachwortverzeichnis
