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2026-10-04T16:19:15Z

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= Stahlgefüge und Wärmebehandlung – Härten als Prozess verstehen =

'''Kurzbeschreibung:''' Erwärmen, Halten, Abschrecken und Gefügeveränderung. Du lernst den Härteprozess so, wie er in der Ausbildung verstanden werden muss: vom Ausgangsgefüge über Austenit bis zum Martensit, von der Prozessplanung bis zur Härteprüfung.

'''Zielgruppe:''' Ausbildung in Metalltechnik, Industriemechanik, Werkzeugmechanik, Zerspanungsmechanik, Werkstoffprüfung und verwandten Metallberufen.

'''Wichtig:''' Dieser Lernkurs erklärt den Prozess. Praktische Wärmebehandlungen mit heißen Werkstoffen, Öfen, Flammen, Gasen oder Abschreckbädern dürfen nur in dafür vorgesehenen Ausbildungs- oder Betriebsbereichen und unter fachlicher Anleitung durchgeführt werden. '''Keine unbeaufsichtigten Versuche.'''

[[Datei:Heat-Treating-Furnace.jpg|500px|rahmenlos|center]]

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= Einleitung =

Ein Stahlbauteil kann nach dem Härten deutlich verschleißfester werden. Entscheidend ist aber nicht nur, '''dass''' es heiß gemacht und abgeschreckt wird. Entscheidend ist die ganze Prozesskette:

{| class="wikitable" style="margin:auto"
! Prozessschritt
! Was passiert?
! Worauf kommt es an?
|-
| '''Erwärmen'''
| Das Werkstück wird in den Austenitbereich gebracht.
| Werkstoff, Solltemperatur, gleichmäßige Erwärmung
|-
| '''Halten'''
| Temperatur und Gefüge sollen sich im Werkstück ausreichend einstellen.
| Zeit, Querschnitt, Ofenführung
|-
| '''Abschrecken'''
| Das Werkstück wird schnell abgekühlt.
| geeignetes Medium, ausreichende Abkühlgeschwindigkeit, Verzug und Risse
|-
| '''Gefügeveränderung'''
| Austenit kann sich zu Martensit umwandeln.
| Stahlzusammensetzung und Abkühlverlauf
|}

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== Lernziele ==

Nach dem Kurs kannst Du den Härteprozess erklären, typische Gefüge zuordnen, ein einfaches Temperatur-Zeit-Schema lesen, Härtewerte fachlich einordnen und begründen, warum Sicherheit, Werkstoffdatenblatt und Arbeitsanweisung zum Prozess gehören.

{{BR}}
= Ausbildungsfall: Ein C45-Prüfbolzen verschleißt =

In einer Ausbildungswerkstatt wird ein kleiner Prüfbolzen aus '''C45''' betrachtet. Seine Oberfläche soll verschleißfester werden. C45 enthält ungefähr 0,45 % Kohlenstoff und gehört zu den unlegierten Vergütungsstählen. Ein Herstellerdatenblatt nennt für C45E/C45R beim Härten einen Austenitisierbereich von '''820 bis 860 °C''' mit anschließender Abkühlung in Wasser oder Öl. Welches Medium tatsächlich eingesetzt werden darf, ergibt sich aus Werkstoffdatenblatt, Bauteilgeometrie, betrieblicher Wärmebehandlungsanweisung und Gefährdungsbeurteilung.

'''Ausbildungsauftrag:''' Erkläre nicht nur die Reihenfolge der Arbeitsschritte. Begründe, was mit dem Gefüge geschieht und wie Du anschließend prüfst, ob der Prozess plausibel war.

'''Praxisgrenze:''' Im Kurs planst und beurteilst Du. Eine reale Wärmebehandlung erfolgt ausschließlich fachlich angeleitet an freigegebenen Anlagen.

{{BR}}
= Lerneinheit 1: Das Ausgangsgefüge erkennen =

Vor dem Härten kann ein unlegierter Stahl bei Raumtemperatur zum Beispiel Ferrit und Perlit enthalten. Für das Härten muss das Gefüge durch Erwärmen in einen austenitischen Zustand überführt werden.

[[Datei:Iron carbon phase diagram.svg|500px|rahmenlos|center]]

'''Merksatz:''' Das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm hilft Dir zu verstehen, in welchen Temperaturbereichen Austenit auftreten kann. Für schnelle Abkühlvorgänge reicht das Gleichgewichtsdiagramm allein aber nicht aus.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=qw6rcm5mxr8 |500|center}}

{{BR}}
== Kurzcheck: Diagramm lesen ==

Bei C45 liegt der Kohlenstoffgehalt ungefähr bei 0,45 %. Suche diesen Bereich auf der x-Achse des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms und verfolge gedanklich den Weg beim Erwärmen nach oben.

'''Begründetes Feedback:''' Wenn Du beim Erwärmen den Austenitbereich suchst, arbeitest Du prozessorientiert. Nur die Raumtemperaturgefüge zu benennen reicht für die Planung des Härtens nicht aus.

{{BR}}
= Lerneinheit 2: Erwärmen bedeutet Austenitisieren =

Beim Härten wird Stahl nicht einfach nur „rotglühend“ gemacht. Er wird werkstoffabhängig auf eine definierte Austenitisierungstemperatur gebracht. Dort entsteht Austenit als Ausgangsgefüge für die spätere martensitische Umwandlung.

[[Datei:Trempe acier et mouvements atomes.svg|420px|rahmenlos|center]]

'''Wichtig:''' Die notwendige Temperatur ist werkstoffabhängig. Ein pauschaler Wert für „Stahl“ ist fachlich falsch. Deshalb gehören Werkstoffbezeichnung und Datenblatt immer zur Wärmebehandlungsplanung.

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== Basisaufgabe mit Feedback ==

'''Aufgabe:''' Ein Auszubildender sagt: „Zum Härten reichen ungefähr 800 °C für jeden Stahl.“ Beurteile die Aussage.

'''Begründetes Feedback:''' Die Aussage ist falsch. Die Austenitisierungstemperatur hängt unter anderem von Stahlsorte, Kohlenstoffgehalt und Legierung ab. Ein konkreter Wert wird aus einer freigegebenen Wärmebehandlungsanweisung oder einem geeigneten Werkstoffdatenblatt entnommen.

{{BR}}
= Lerneinheit 3: Halten ist ein eigener Prozessschritt =

Nach dem Erwärmen folgt das '''Halten'''. Dabei soll das Werkstück die vorgesehene Temperatur im erforderlichen Bereich erreichen und die für das Härten notwendige Gefügeeinstellung ermöglichen.

Zu kurze Haltezeiten können zu unvollständiger Austenitisierung führen. Unnötig langes oder zu heißes Halten kann unerwünschte Veränderungen wie Kornwachstum begünstigen. Deshalb ist „länger“ nicht automatisch „besser“.

'''Prozessdenken:''' Temperatur und Zeit gehören zusammen.

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== Anwendungsaufgabe mit Feedback ==

'''Aufgabe:''' Zwei Werkstücke bestehen aus demselben Stahl. Eines ist dünn, das andere hat einen deutlich größeren Querschnitt. Warum kann dieselbe Ofenzeit ungeeignet sein?

'''Begründetes Feedback:''' Der Querschnitt beeinflusst, wie schnell sich die Temperatur im Werkstück ausgleicht. Eine Haltezeit darf deshalb nicht nur nach der Stahlsorte, sondern muss auch nach Bauteil und Prozessvorgabe beurteilt werden.

{{BR}}
= Lerneinheit 4: Abschrecken steuert die Gefügeumwandlung =

Beim Abschrecken wird Austenit schnell abgekühlt. Ist die Abkühlung für den jeweiligen Stahl ausreichend schnell, kann sich Martensit bilden. Martensit entsteht diffusionslos und ist bei Stahl ein sehr hartes, aber zunächst auch sprödes Gefüge.

[[Datei:Martensite.jpg|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Steel 035 water quenched.png|500px|rahmenlos|center]]

'''Nicht verwechseln:''' Abschrecken ist nicht einfach „möglichst schnell kühlen“. Das Abschreckmedium und die Prozessführung müssen zur Stahlsorte, Bauteilgeometrie und geforderten Eigenschaft passen. Zu scharfes Abschrecken kann Verzug und Rissgefahr erhöhen.

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== ZTU-Schaubild: Zeit, Temperatur und Umwandlung ==

Ein Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild zeigt, welche Gefüge sich bei bestimmten Temperatur-Zeit-Verläufen bilden können. Damit lässt sich verstehen, warum langsames Abkühlen andere Gefüge erzeugt als ausreichend schnelles Abschrecken.

[[Datei:T-T-T-diagram.svg|500px|rahmenlos|center]]

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== Transferaufgabe mit Feedback ==

'''Aufgabe:''' Ein Bauteil erreicht nach dem Härten außen hohe Härte, im Kern aber deutlich weniger. Nenne zwei plausible Erklärungsrichtungen.

'''Begründetes Feedback:''' Prüfe erstens die Abkühlgeschwindigkeit im Querschnitt: Der Kern kühlt meist langsamer als die Oberfläche. Prüfe zweitens die Härtbarkeit des Stahls: Nicht jeder Stahl kann bei einem gegebenen Querschnitt vollständig durchhärten. Eine reine Aussage wie „Der Ofen war zu kalt“ wäre deshalb zu früh.

{{BR}}
= Lerneinheit 5: Härtbarkeit ist nicht dasselbe wie Härte =

'''Härte''' ist ein gemessener Widerstand gegen Eindringen oder Verformung nach einem definierten Prüfverfahren.

'''Härtbarkeit''' beschreibt, wie gut ein Stahl durch Härten hohe Härte beziehungsweise martensitisches oder anderes Härtungsgefüge oberflächennah oder in die Tiefe ausbilden kann.

Der Stirnabschreckversuch nach Jominy macht diesen Unterschied sichtbar. Eine Stirnfläche wird stark abgeschreckt. Mit wachsendem Abstand sinkt die Abkühlgeschwindigkeit. Danach wird die Härte entlang der Probe gemessen.

[[Datei:Probka Jominy j.jpg|500px|rahmenlos|center]]

'''Beobachtung:''' Die Härteeindrücke liegen an verschiedenen Abständen zur abgeschreckten Stirnfläche. So entsteht eine Messwertreihe statt nur eines Einzelwerts.

{{BR}}
= Lerneinheit 6: Härte prüfen und Messwerte beurteilen =

Eine häufige Härteprüfung ist die Rockwell-Prüfung. Sie bestimmt Härte aus der bleibenden Eindringtiefe eines Prüfkörpers unter definierten Prüfkräften.

[[Datei:Rockwell hardness tester 001.jpg|420px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=E3WV9qF7zNo |500|center}}

{{BR}}
== Messwertansicht für den Ausbildungsfall ==

Trage bei einer fachlich angeleiteten Demonstration die real gemessenen Werte ein. '''Keine Werte erfinden.'''

{| class="wikitable" style="margin:auto"
! Messstelle
! Zustand
! Härtewert
! Einheit/Skala
! Beobachtung
|-
| A
| vor Wärmebehandlung
| ______
| ______
| ______
|-
| B
| nach Härten
| ______
| ______
| ______
|-
| C
| nach Anlassen, falls vorgesehen
| ______
| ______
| ______
|}

'''Auswertung:''' Ein Messwert ist nur sinnvoll, wenn Prüfverfahren, Skala, Oberfläche, Messstelle und Werkstoffzustand dokumentiert sind.

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= Lerneinheit 7: Härten endet nicht bei „maximal hart“ =

Nach dem Abschrecken ist Stahl häufig sehr hart, aber auch spröde und mit hohen inneren Spannungen belastet. Deshalb folgt in vielen technischen Anwendungen ein '''Anlassen'''. Dabei wird erneut auf eine niedrigere Temperatur erwärmt, um ein brauchbares Verhältnis von Härte, Festigkeit und Zähigkeit einzustellen.

[[Datei:20180308 Martensite rinvenuta.jpg|500px|rahmenlos|center]]

'''Fachlich unterscheiden:''' Härten bezeichnet die Austenitisierung mit anschließendem Abschrecken zur Härtungsgefügebildung. Anlassen ist ein eigener Wärmebehandlungsschritt. Härten und anschließendes hohes Anlassen werden bei geeigneten Stählen als Vergüten eingesetzt.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=DTpTNMFhF20 |500|center}}

{{BR}}
= Sicherheit: Heißer Stahl, Feuer, Abgase und Abschreckmedien =

'''Dieser Abschnitt ist Teil des Lernstoffs, nicht nur ein Zusatz.'''

# [[Heiße Werkstoffe]]: Werkstücke können auch dann noch gefährlich heiß sein, wenn sie nicht mehr sichtbar glühen. Nur mit vorgesehenen Greifmitteln und nach Arbeitsanweisung handhaben.
# [[Feuer und Brandgefahr]]: Offene Flammen, heiße Oberflächen und besonders Ölabschreckbäder können Brandgefahren erzeugen. Löschkonzept, geeignete Einrichtungen und freie Fluchtwege müssen vorhanden sein.
# [[Abgase und Rauch]]: Beim Abschrecken können Dampf, Rauch und ölige Dämpfe entstehen. Vorgesehene Absaugung oder Lüftung muss wirksam sein.
# [[Gasatmosphären]]: Bei Wärmebehandlungsöfen können je nach Anlage brennbare, erstickende oder giftige Gase vorkommen. Arbeiten erfolgen nur nach betrieblicher Freigabe und Anweisung.
# [[Abschreckmedien]]: Wasser, Öl und Polymerlösungen sind nicht beliebig austauschbar. Das Medium wird nach Prozessvorgabe ausgewählt. Wasser im Härteöl kann gefährliche Reaktionen begünstigen.
# [[Persönliche Schutzausrüstung]]: Die erforderliche PSA ergibt sich aus Gefährdungsbeurteilung und Betriebsanweisung; sie ersetzt keine technischen Schutzmaßnahmen.
# [[Ausbildungsbetrieb]]: Demonstrationen nur unter direkter fachlicher Aufsicht. Keine privaten Versuche mit Gasbrennern, Grill, Herd, Haushaltsbackofen oder improvisierten Öl- und Wasserbädern.
# [[Störung und Brand]]: Bei Störungen nicht improvisieren. Anlage sichern, Alarm- und Notfallplan befolgen und die zuständige Fachkraft verständigen.

'''Merksatz:''' Ein fachlich richtiger Härteprozess ist immer auch ein sicher beherrschter Prozess.

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= Prozesskarte: Härten in vier Entscheidungen =

{| class="wikitable" style="margin:auto"
! Frage
! Richtige Denkweise
|-
| Welcher Stahl?
| Werkstoffbezeichnung und Datenblatt prüfen.
|-
| Welche Temperatur?
| Austenitisierbereich werkstoffabhängig festlegen.
|-
| Wie lange halten?
| Prozessvorgabe und Querschnitt berücksichtigen.
|-
| Wie abschrecken?
| Medium, Abkühlwirkung, Verzug, Risse und Sicherheit gemeinsam beurteilen.
|-
| Wie prüfen?
| Härte, Gefüge, Maßhaltigkeit und gegebenenfalls Risse bewerten.
|}

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= Gestufte Hilfen für den Ausbildungsfall =

{{BR}}
== Hilfe 1: Reihenfolge ==

Denke an die vier Kernwörter: '''Erwärmen – Halten – Abschrecken – Gefügeveränderung'''.

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== Hilfe 2: Gefüge ==

Vor dem Abschrecken brauchst Du Austenit. Nach ausreichend schnellem Abschrecken kann Martensit entstehen.

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== Hilfe 3: Werkstoff ==

C45 enthält etwa 0,45 % Kohlenstoff. Ein Herstellerdatenblatt nennt 820 bis 860 °C als Härtetemperaturbereich. Der konkrete betriebliche Prozess bleibt an Arbeitsanweisung und Bauteil gebunden.

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== Hilfe 4: Prüfen ==

Vergleiche nicht nur „hart“ und „weich“. Dokumentiere Prüfverfahren, Härteskala, Messstelle, Zustand und mögliche Auffälligkeiten wie Verzug oder Risse.

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= Fachquellen und Medienrechte =

Die fachlichen Kernaussagen dieses Kurses wurden mit folgenden Quellen abgeglichen:

# [https://de.wikipedia.org/wiki/H%C3%A4rten_(Eisenwerkstoff) Wikipedia: Härten (Eisenwerkstoff)]
# [https://de.wikipedia.org/wiki/Martensit Wikipedia: Martensit]
# [https://de.wikipedia.org/wiki/Eisen-Kohlenstoff-Diagramm Wikipedia: Eisen-Kohlenstoff-Diagramm]
# [https://www.saarstahl.com/app/uploads/2024/03/20160318082641-C45E-Ck45-C45R-Cm45.pdf Saarstahl: Werkstoff-Datenblatt C45E/C45R]
# [https://www.dguv.de/fb-holzundmetall/sg/sg_ot/haerten/index.jsp DGUV: Härtereitechnik und Wärmebehandlung von Metallen]
# [https://publikationen.dguv.de/regelwerk/dguv-regeln/3451/branche-waermebehandlung-von-metallen DGUV Regel 109-605: Branche Wärmebehandlung von Metallen]

'''Hinweis zum C45-Link:''' Maßgeblich ist das aktuelle, freigegebene Werkstoffdatenblatt des eigenen Betriebs beziehungsweise Lieferanten.

{{BR}}
== Rechte der verwendeten Commons-Medien ==

{| class="wikitable"
! Medium
! Rechte/Lizenz
! Lernfunktion
|-
| [[:Datei:Heat-Treating-Furnace.jpg|Heat-Treating-Furnace.jpg]]
| u. a. CC BY-SA 3.0 / GFDL / FAL
| Wärmebehandlungsofen und heiße Werkstücke
|-
| [[:Datei:Iron carbon phase diagram.svg|Iron carbon phase diagram.svg]]
| CC BY-SA 4.0
| Austenitbereich und Phasen
|-
| [[:Datei:Trempe acier et mouvements atomes.svg|Trempe acier et mouvements atomes.svg]]
| u. a. CC BY-SA 3.0 / GFDL
| Austenit-Martensit-Umwandlung
|-
| [[:Datei:Martensite.jpg|Martensite.jpg]]
| CC BY-SA 3.0 / GFDL
| Martensit im Lichtmikroskop
|-
| [[:Datei:Steel 035 water quenched.png|Steel 035 water quenched.png]]
| Public Domain
| Gefüge nach Wasserabschreckung
|-
| [[:Datei:T-T-T-diagram.svg|T-T-T-diagram.svg]]
| CC BY-SA 4.0
| Zeit-Temperatur-Umwandlung
|-
| [[:Datei:Probka Jominy j.jpg|Probka Jominy j.jpg]]
| u. a. CC BY-SA 4.0 / GFDL
| Härteverlauf am Jominy-Prüfkörper
|-
| [[:Datei:Rockwell hardness tester 001.jpg|Rockwell hardness tester 001.jpg]]
| CC BY-SA 3.0 / GFDL
| Härteprüfung
|-
| [[:Datei:20180308 Martensite rinvenuta.jpg|20180308 Martensite rinvenuta.jpg]]
| CC BY-SA 4.0
| angelassener Martensit
|}

'''YouTube-Rechte:''' Die Videos werden über YouTube eingebettet. Sie werden nicht kopiert oder unter eine OER-Lizenz dieses Kurses gestellt. Rechte verbleiben bei den jeweiligen Rechteinhabern und Plattformbedingungen sind zu beachten.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Welches Gefüge soll vor dem Abschrecken beim klassischen Härten vorliegen?'''
(Austenit)
(!Ferrit)
(!Graphit)
(!Kupfer)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wozu dient das Halten auf Austenitisierungstemperatur?'''
(Temperatur und Gefügezustand sollen sich ausreichend einstellen)
(!Das Werkstück soll absichtlich schmelzen)
(!Die Härteprüfung wird dabei durchgeführt)
(!Das Werkstück soll vollständig oxidieren)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welches Gefüge kann beim ausreichend schnellen Abschrecken von austenitischem Stahl entstehen?'''
(Martensit)
(!Perlit ausschließlich)
(!Ferrit ausschließlich)
(!Graphit)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum ist der Kohlenstoffgehalt für die Härtung von Stahl wichtig?'''
(Er beeinflusst die erreichbare Martensithärte und Härtbarkeit)
(!Er bestimmt nur die Farbe des Werkstücks)
(!Er verhindert jede Gefügeumwandlung)
(!Er macht Abschrecken grundsätzlich überflüssig)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welchen Härtetemperaturbereich nennt das verwendete Saarstahl-Datenblatt für C45E und C45R?'''
(820 bis 860 Grad Celsius)
(!400 bis 450 Grad Celsius)
(!1100 bis 1250 Grad Celsius)
(!20 bis 80 Grad Celsius)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum darf das Abschreckmedium nicht beliebig gewählt werden?'''
(Abkühlwirkung Verzug Rissgefahr und Sicherheit müssen zusammenpassen)
(!Jedes Medium wirkt bei jedem Stahl identisch)
(!Nur die Farbe des Mediums ist wichtig)
(!Das Medium beeinflusst den Prozess nicht)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Eigenschaft ist bei frisch gehärtetem Martensit häufig kritisch?'''
(Hohe Sprödigkeit und innere Spannungen)
(!Sehr niedrige Härte)
(!Vollständige Schmelzbarkeit bei Raumtemperatur)
(!Fehlende Eisenatome)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wozu dient ein Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild?'''
(Es zeigt Gefügeumwandlungen in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur)
(!Es misst direkt die Werkstückmasse)
(!Es ersetzt jede Härteprüfung)
(!Es zeigt nur den Werkstückpreis)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was wird mit einer Rockwell-Prüfung bestimmt?'''
(Härte)
(!Dichte)
(!Elektrische Spannung)
(!Kohlenstoffgehalt direkt)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage zur praktischen Härtedemonstration ist richtig?'''
(Sie erfolgt nur fachlich angeleitet an geeigneten Anlagen)
(!Sie kann unbeaufsichtigt mit einem Haushaltsherd durchgeführt werden)
(!Ein improvisiertes Ölbad ist ausreichend)
(!Absaugung und Brandschutz sind unnötig)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Erwärmen || Austenitisieren
|-
| Halten || Temperaturausgleich
|-
| Abschrecken || schnelle Abkühlung
|-
| Austenit || Ausgangsgefüge
|-
| Martensit || hohe Härte
|-
| Anlassen || Sprödigkeit mindern
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Austenitisieren'''
| Erwärmen in den für den Stahl vorgesehenen Austenitbereich
|-
| '''Haltephase'''
| Temperatur und Gefügezustand einstellen
|-
| '''Abschreckmedium'''
| bestimmt einen Teil der Abkühlwirkung
|-
| '''Martensit'''
| hartes Umwandlungsgefüge nach geeigneter schneller Abkühlung
|-
| '''Rockwellprüfung'''
| Härte über Eindringverhalten bestimmen
|-
| '''Anlassen'''
| Eigenschaften des gehärteten Zustands gezielt verändern

|}
{{E}}

<br>

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Austenit || Welches Gefüge ist das Ausgangsgefüge für die martensitische Härtung?
|-
| Martensit || Welches sehr harte Gefüge kann beim Abschrecken entstehen?
|-
| Abschrecken || Wie heißt das schnelle Abkühlen nach dem Austenitisieren?
|-
| Rockwell || Welches Härteprüfverfahren arbeitet mit der bleibenden Eindringtiefe?
|-
| Zementit || Wie heißt die Eisen-Kohlenstoff-Verbindung Fe3C?
|-
| Härtbarkeit || Wie heißt die Fähigkeit eines Stahls zum Aufhärten und Einhärten?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Stahlgefüge+und+Wärmebehandlung+Härten+als+Prozess+verstehen </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Beim Härten wird ein geeigneter Stahl zunächst in den Bereich des { Austenits } erwärmt.
Die anschließende { Haltezeit } unterstützt den Temperaturausgleich und die erforderliche Gefügeeinstellung.
Beim schnellen Abkühlen spricht man vom { Abschrecken }.
Aus Austenit kann bei ausreichender Abkühlgeschwindigkeit { Martensit } entstehen.
Martensit besitzt eine hohe { Härte } und kann zunächst spröde sein.
Ein ZTU-Schaubild verbindet Temperatur mit { Zeit } und Gefügeumwandlung.
Mit dem Rockwell-Verfahren kann die { Härte } geprüft werden.
Praktische Wärmebehandlungen dürfen nur unter fachlicher { Aufsicht } durchgeführt werden.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Prozessskizze Härten]]: Zeichne eine einfache Temperatur-Zeit-Kurve mit Erwärmen, Halten und Abschrecken. Markiere an jeder Phase, was im Gefüge passieren soll.
# [[Gefügebilder vergleichen]]: Beschreibe an den eingebauten Werkstoffbildern drei sichtbare Unterschiede. Trenne sicher Beobachtung und Interpretation.
# [[Sicherheitskarte Wärmebehandlung]]: Erstelle eine Karte mit den Begriffen heißer Werkstoff, Rauch, Brand, Abschreckmedium und Aufsicht. Formuliere zu jedem Begriff eine Schutzregel.
# [[Werkstoffdatenblatt lesen]]: Suche im bereitgestellten C45-Datenblatt die Härtetemperatur und erkläre, warum dieser Wert nicht auf jeden Stahl übertragen werden darf.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Messprotokoll Härteprüfung]]: Entwickle ein Protokollblatt für drei Härtemessstellen mit Angaben zu Werkstoff, Zustand, Prüfverfahren, Skala und Messort.
# [[Jominy-Auswertung]]: Skizziere qualitativ, wie sich die Härte mit wachsendem Abstand von der abgeschreckten Stirnfläche verändern kann. Begründe mit der Abkühlgeschwindigkeit.
# [[Erklärvideo Härteprozess]]: Produziere ein kurzes Erklärvideo ohne reale Erhitzungsversuche. Nutze Diagramme, Gefügebilder und eine Prozesskarte.
# [[Fachinterview Wärmebehandlung]]: Befrage eine Ausbilderin, einen Ausbilder oder eine Fachkraft zu typischen Fehlern beim Härten und zu den wichtigsten Sicherheitsmaßnahmen.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Wärmebehandlungsvergleich]]: Vergleiche C45 mit einem legierten Vergütungsstahl. Erkläre, welche Unterschiede bei Härtbarkeit und Prozessplanung zu erwarten sind. Nutze verlässliche Datenblätter.
# [[Fehleranalyse Härteprozess]]: Entwickle für den Fall „außen hart, innen zu weich“ mindestens vier mögliche Ursachen und ordne jeweils eine geeignete Prüfmethode zu.
# [[Qualitätsplan Wärmebehandlung]]: Entwirf einen Prüfplan mit Wareneingang, Werkstoffidentifikation, Temperaturüberwachung, Härteprüfung, Maßkontrolle und Rissprüfung.
# [[Exkursion Härterei]]: Plane eine fachlich begleitete Betriebserkundung. Formuliere Fragen zu Ofentechnik, Abschreckmedien, Absaugung, Brandschutz, Härteprüfung und Qualitätssicherung. Praktische Tätigkeiten sind nur nach betrieblicher Unterweisung zulässig.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Prozessfehler bewerten]]: Ein C45-Bauteil erreicht nach dem Abschrecken nicht die erwartete Härte. Entwickle eine Prüfreihenfolge, die Werkstoff, Austenitisierung, Haltephase, Abschreckung und Messfehler berücksichtigt.
# [[Abschreckmedium entscheiden]]: Zwei Prozessvorschläge nennen Wasser beziehungsweise Öl. Erkläre, welche Informationen Du brauchst, bevor Du fachlich entscheiden kannst.
# [[Härte und Zähigkeit abwägen]]: Ein Bauteil ist nach dem Härten sehr hart, bricht aber stoßartig. Leite ab, warum ein nachfolgender Wärmebehandlungsschritt sinnvoll sein kann.
# [[Messwerte interpretieren]]: Eine Härterei liefert mehrere Härtewerte entlang eines Querschnitts. Erkläre, wie daraus Aussagen über Einhärtung und Prozessgleichmäßigkeit entstehen.
# [[Gefüge auf Prozess zurückführen]]: Ein Schliffbild zeigt überwiegend Martensit, ein anderes deutlich weniger. Nenne mögliche Unterschiede in Werkstoff und Abkühlverlauf und begründe, welche Zusatzinformationen Du zur sicheren Aussage brauchst.
# [[Sicherheitsentscheidung]]: In einer Demonstration ist die Absaugung ausgefallen. Begründe die richtige Reaktion aus Sicht von Prozesssicherheit und Gesundheitsschutz.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

# den Härteprozess als Kette aus Erwärmen, Halten, Abschrecken und Gefügeveränderung erklären kannst,
# Austenit und Martensit funktional zuordnen kannst,
# zwischen Härte und Härtbarkeit unterscheidest,
# ein einfaches Eisen-Kohlenstoff- und ZTU-Schaubild für die Prozessbegründung nutzt,
# Werkstoffdatenblätter und betriebliche Wärmebehandlungsanweisungen einbeziehst,
# Härtemesswerte mit Prüfverfahren und Messort dokumentierst,
# typische Fehler wie unzureichende Härtung, Verzug oder Rissgefahr fachlich einordnest,
# heiße Werkstoffe, Feuer, Abgase und Abschreckmedien als zentrale Gefährdungen erkennst,
# praktische Demonstrationen ausschließlich unter fachlicher Anleitung planst.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/H%C3%A4rten_(Eisenwerkstoff) </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Stahlgefüge und Wärmebehandlung]]'''
# [[Stahl]]
# [[Eisen-Kohlenstoff-Diagramm]]
# [[Austenit]]
# [[Martensit]]
# [[Wärmebehandlung]]
# [[Härten]]
# [[Anlassen]]
# [[Vergüten]]
# [[Härteprüfung]]
# [[Stirnabschreckversuch]]
# [[Arbeitsschutz]]
|}

[[Kategorie:Metalltechnik]]
[[Kategorie:Werkstoffkunde]]
[[Kategorie:Stahl]]
[[Kategorie:Wärmebehandlung]]
[[Kategorie:Härten]]
[[Kategorie:Ausbildung]]
[[Kategorie:Arbeitsschutz]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Stahlgefüge und Wärmebehandlung – Härten als Prozess verstehen - Versionsgeschichte

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