Investigations on the Effect of Cooling Rate on Quenching & Partitioning (Q&P) in Martensitic Stainless Steels

Quenching and Partitioning (Q&P) ist eine Wärmebehandlung zur Einstellung des Restaustenitgehalts im Gefüge. Eine solche Wärmebehandlung wird hauptsächlich bei niedrig legierten Stählen angewandt. Der Partitioningseffekt wirkt sich jedoch auch auf höher legierte Stähle aus, wie z. B. martensitische nichtrostende Stähle. Die typische Wärmebehandlung für diese Stähle ist das Vergüten (Q&T). Bei großen Werkzeugen ist die Kühlrate im inneren Bereich geringer als im Randbereich und der innere Bereich des Werkzeugs wird möglicherweise nicht vollständig auf Raumtemperatur abgekühlt, bevor der Anlassschritt stattfindet, was zu einer Q&P- statt einer Q&T-Behandlung führt.

Dieser Artikel befasst sich mit diesen beiden Effekten, dazu wurden dilatometrische Untersuchungen der Stähle X40Cr14, „X25CrN13“ und „X50CrMoN17-1“ bei zwei verschiedenen Austenitisierungstemperaturen, zwei Kühlraten und unterschiedlichen Abschrecktemperaturen durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Umverteilung auch bei langsamen Kühlraten stattfindet. Aufgrund der teilweisen Perlitbildung und der Ausscheidung/Vergröberung von Vorkarbid kann der Restaustenitgehalt jedoch geringer sein als bei schneller Abkühlung. Darüber hinaus wurde auch bei langsamen Kühlraten ein „Autopartitioning“ festgestellt.