152 Prakt. Met. Sonderband 41 (2009) 
grund seiner Eigenschaften als universell einsetzbarer Werkstoff anzusehen. Anwendung findet der 
Stahl Thyrotherm 2344 besonders bei größer dimensionierten Formen in Druckgieß- und Strang- 
presswerkzeugen für die Leichtmetallverarbeitung, in Schmiedegesenken sowie in Formen und 
Werkzeugen der kunststoffverarbeitenden Industrie [1]. 
Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung der untersuchten Materialien sowie die dazugehörige Abmessung 
Werkstoff Abm. | Chemische Zusammensetzung in Mass.-% 
[mm C Si Mn P S Cr Mo V 
'_Thyrotherm E38K__ | 202,0 0,45 
| Thyrotherm 2344 0,88 
' Thyrotherm 2367 [252,0 10,35 [0,27 [032 10,011 10.001 1498 {2,85 [055 | 
Für die Untersuchung wurden zunächst Rohlinge aus den drei Werkstoffen für die Ermittlung der 
Schlagbiegezähigkeit sowie der Thermoschockbeständigkeit gefertigt. Im Anschluss wurden die 
Proben auf eine Hirte von 45 +/- 1 HRC referenzbehandelt und bei verschiedenen Beschichtungs- 
firmen oberflichenbehandelt (Tabelle 2). Nach dem Rücklauf der Proben erfolgte zunächst eine 
Neuvergiitung der borierten Proben aufgrund der hohen Boriertemperatur von 900°C. Anschließend 
wurden aus den oberflächenbehandelten Rohlingen Schlagbiegeproben (7 x 10 x 55 mm) so heraus- 
gearbeitet, dass nur noch die zu prüfende Fläche (Zugbeanspruchung) eine Oberflächenbehandlung 
aufzeigte. Die Schlagbiegeprüfung erfolgte bei Raumtemperatur. Die Temperaturwechselbeständig- 
keit wurden im Thermoschockversuch in Abhängigkeit von dem Oberflächenbehandlungsverfahren 
für 2000, 4000 und 6000 Wechsel bestimmt. Im Wechsel von 60°C auf 650°C wurden die Thermo- 
schockproben unter konstanten Versuchsbedingungen induktiv erhitzt und in einem Wasserbad 
schroff abgekühlt. Im Anschluss erfolgte an metallographischen Querschliffen eine quantitative | 
Auswertung sowie eine lichtmikroskopische Untersuchung der Randschichtausbildung Bild 
3.2 
Tabelle 2: Oberflichenbehandlungsparameter 
Serie | Thermochemische Behandlung/Schichttiefe i In. 
Lol Plasmanitrieren mit Verbindungsschicht/ 0,2 — 0,3 mm nitr; 
2 | Plasmanitrieren ohne rbindungeschich / 0,2 — 0.3 mm + PA-CVD Beschichten / 2 um eine 
1 3 | Borieren __ /nur Fe;B/ 100 um Gru 
PA- 
Ver 
3. Versuchsergebnisse Nitr 
Ein 
3.1  Mikroskopische Beurteilung der Randschichtausbildung schi 
a 
Die durchgefiihrte lichtmikroskopische Untersuchung an metallographisch aufbereiteten Quer- 
schliffen zeigt in Bild I die Randschichtausbildung und deren Auswertung. Die metallografische 
Auswertung zeigt, dass die Sollvorgaben weitestgehend eingehalten worden sind. So weisen die 
plasmanitrierten Proben eine Verbindungsschicht, die im geätzten Schliff als dünner weißer Saum 
direkt an der Oberfläche zu erkennen ist, bis zu einer Stärke von 6,9 um auf. Die plasmanitrierten + 
PA-CVD - beschichteten Proben sind dagegen frei von einer Verbindungsschicht und weisen eine 
gleichmäßig aufgebrachte Hartstoffschicht von bis zu 1,9 um auf. Die freie Nitridausscheidung an 
den Korngrenzen kann als unerwünscht betrachtet werden. Die Randschichtausbildung nach dem 
Borieren entsprechen dem der Vorgaben von bis zu einer Dicke von 138 um. Auffällig ist hier das 
stengelhafte Aufwachsen der Borierschicht. N 
ild