Anlassfarben von Metallen, Bestimmung der Temperatur durch die Farbe des erhitzten Werkstücks

Metallanlauffarben – ist ein Farbspektrum, das sich auf der Oberfläche eines Metalls bildet, wenn sich ein Oxidfilm bildet. Diese Oxidfilme entstehen beim Erhitzen aus dem Metall selbst. Eine wichtige Voraussetzung für die Bildung eines solchen Films ist die Abwesenheit von Wassereinwirkung.

Solch Metallanlauf liegt ein Defekt in der Schweißverbindung vor.

Ursprung der Metallanlauffarben

In der Natur lassen sich auf den Oberflächen zahlreicher Mineralien, darunter Pyrit und Chalkopyrit, Anlauffarben beobachten. Es liegt nahe, zu schlussfolgern, dass diese Veränderungen durch die Oxidation der Oberflächenschicht des Materials sichtbar werden. Dadurch überziehen sich die Materialien mit einer dünnen Oxidschicht, die das einfallende Licht bricht. Der daraus resultierende Interferenzeffekt „färbt“ die Metalloberfläche in verschiedenen Farben.

Die Helligkeit der Anlassfarben hängt von der Dicke der gebildeten Oxidschicht und der Wellenlänge des auf die Materialoberfläche treffenden Lichts ab. Die hellsten Farbtöne sind auf Kupfermineralien zu sehen. Die resultierenden Farben hängen auch von der Zusammensetzung des Metalls ab. Enthält das Element viele Metallionen, erscheint es blau. Sind Chromophore vorhanden, erscheinen rote Farbtöne.

Künstlich Anlauffarbe von Metall Bei hohen Temperaturen bildet sich auf der Oberfläche eine Schicht aus. Wichtig ist, dass weder Wasser noch andere Flüssigkeiten vorhanden sind.

Mit steigender Temperatur schrumpft der entstehende Oxidfilm, was durch Diffusion (den Prozess des „Mischens“ oder Eindringens von Partikeln eines chemischen Elements in ein anderes Material) erklärt wird. Insbesondere bei einem Metalloxidfilm wird die Wechselwirkung zwischen Sauerstoffatomen und dem Metall beobachtet.

Es ist zu beachten, dass bei legiertem Stahl die Anlassfarbe erst bei höheren Temperaturen auftritt als bei Kohlenstoffstahl.

Künstliche angelaufene Blumen herstellen

Das Brünieren ist eine weit verbreitete Technik in der Metallverarbeitung. Das Beschichten von Legierungen mit Oxidschichten ist seit Tausenden von Jahren bekannt und wird auch angewendet.

Brüniertes Metall ist rostbeständig, widerstandsfähiger gegen mechanische Beanspruchung und hat auch ohne zusätzliche Beschichtungen und Lacke eine schöne Farbe.

Das Brünieren wird wie folgt durchgeführt:

• Das Werkstück wird mit Mineralöl getaucht oder abgewischt;
• Erhitzen Sie ein Metallblech auf die entsprechende Temperatur (diese kann bei verschiedenen Metallen und Legierungen unterschiedlich sein).
• Anschließend können sie eine Härtung in kaltem Öl durchführen (um ein „Anlassen des Metalls“ zu vermeiden).

Die entstehende Oxidschicht auf der Oberfläche eines Metallprodukts ist vollkommen wasserbeständig und weist zudem eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung auf.

Tabellen 1.

Oxidschichten bilden sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und werden von den folgenden Faktoren beeinflusst:

1. Härten des Teils (das Vorhandensein von Härten beschleunigt das Auftreten von Anlassen);
2. Das Vorhandensein von Verunreinigungen (beim Erhitzen verkohlen Verunreinigungen und erschweren die Bildung einer gleichmäßigen Oxidschicht);
3. Rauheit. Auf einem Werkstück mit unebenen Oberflächen bildet sich ein dichter Film, und die daraus resultierenden schönen schillernden Farben können unsichtbar sein. Auf einem polierten Teil hingegen bildet sich schnell eine gleichmäßige, dünne Oxidschicht auf der Oberfläche.
4. Heiztechnologien. Je nach Gerät, mit dem die Teile erhitzt werden, bilden sich Oxidschichten unterschiedlich schnell und in unterschiedlicher Dicke. Am besten verwenden Sie Geräte, die eine stabile Temperaturregelung und -haltung ermöglichen.

Dünne Oxidschichten absorbieren Licht mit kürzeren Wellenlängen, reflektieren jedoch Licht mit längeren Wellenlängen. Die Farbe von Metallteilen ändert sich je nach Temperatur und Dichte der Oxidschicht. Je dicker die Oxidschicht, desto heller die Farbe. Blaue oder violette Farben entstehen, wenn die längeren Wellenlängen des Spektrums reflektiert werden. Reflektiert die Oxidschicht kürzere Wellenlängen, verfärbt sich die Metalloberfläche gelb. Helle Farben entsprechen höheren Heiztemperaturen, hellere Farben niedrigeren Temperaturen. Aus diesem Grund verwenden viele Handwerker häufig Anlassfarben, um den Härtungsgrad von Teilen, Stahlspänen und Schneidwerkzeugen beim Drehen zu bestimmen.

Trotz dieser Faktoren ist es unmöglich, die Temperatur des Metalls mithilfe von Anlassfarben genau zu bestimmen, da die folgenden Faktoren den Wert dieses Indikators beeinflussen:

• Aufheizzeit: Der Zeitraum, in dem sich ein Metallteil ohne Wärmeübertragung auf die Umgebungstemperatur erwärmt.
• das Vorhandensein verschiedener Verunreinigungen im Metall;
• Beleuchtungsmerkmale im Raum, in dem das Schweißen oder Härten von Werkstücken durchgeführt wurde;
• Heizrate: die Änderung der Temperatur eines Produkts pro Zeiteinheit während seiner Erhitzung.

Zu den modernen Geräten zählen Pyrometer, die eine relativ genaue Temperaturüberwachung ermöglichen. Sie arbeiten mit der Analyse von Laserstrahlen. Diese Geräte sind mit speziellen Sensoren ausgestattet, die reflektierte Laserstrahlen analysieren und die Metalltemperatur anzeigen, die den gemessenen Strahlungseigenschaften entspricht.

Anlauftechnologien werden häufig bei der Herstellung von Werkzeugen und Geräten eingesetzt. Besonders häufig wird diese Technik bei der Verarbeitung von Kupfer, Eisen, Aluminium und Messing eingesetzt.

Durch das Härten werden folgende Parameter der Metalloberfläche verbessert:

Die Farbe des angelaufenen Metalls und seine Temperatur oder die Temperatur der angelaufenen Farben des Metalls

Wie bereits aus dem oben beschriebenen Material hervorgeht, ändern sich Temperatur und Farbe des Metalls während der Erwärmung des Werkstücks. Es ist wichtig zu beachten, dass Anlasstemperatur von Metall Die Anlauffarbe variiert je nach Legierung und Metallart. Daher gibt es zahlreiche Tabellen und Listen mit Farb-Temperatur-Beziehungen. Nachfolgend finden Sie Tabellen mit den Anlauffarben verschiedener Legierungen.

Farbskala für Stahlhärtung

Für Kohlenstoffstähle kann folgende Beziehung zwischen Farben und entsprechenden Temperaturen angegeben werden:

Anlassfarbtemperatur für Kohlenstoffstähle
Farbe	Temperaturgrenzen, °C
Zitronensäure	220 – 229
Gelb (Strohfarbe)	230 – 245
Gold	246 – 255
Erdfarben oder Braun	256 – 264
Scharlachrot oder Rotorange	265–274
Lila	275 – 279
Amethyst	280 – 289
Paradiesisch	290 – 294
Twitter	295 – 299
Indigo Crayola	300 – 309
Hellblau	310 – 329
Aquamarin	320–339

 

Bei Rohlingen aus rostfreiem Stahl 12Kh18N10T, die 18% Chrom, 10% Nickel und 1% Titan enthalten (entnommen aus GOST 5632-2014), ändern sich die Glühfarben je nach Temperatur leicht unterschiedlich. Der Hauptunterschied ist die Temperatur. Dies erklärt sich durch die Korrosions- und Hitzebeständigkeit. Daher interagieren Legierungspartikel und Sauerstoff beim Erhitzen und Abkühlen langsamer, was die Bildung eines Oxidfilms verlangsamt.

Die folgende Tabelle der Anlauffarben von Metallen zeigt die Merkmale der Farbveränderung bei Edelstahlprodukten:

Temperamenttemperaturen für rostfreie Stähle
Farbe	Temperaturgrenzen, °C
Helles Stroh	300 – 399
Golden	400 – 499
Erdfarben oder Braun	500 – 599
Rot oder Lila	600 – 699
Blau oder Schwarz	700 – 779

Auf der Oberfläche von Edelstahlwerkstücken können Regenbogenstreifen auftreten. Diese Streifen können entstehen, wenn das Produkt bis zum Siedepunkt (100 °C) erhitzt wird. Diese Regenbogenstreifen werden durch Veränderungen im Kristallgitter des Metalls verursacht.

Eine Regenbogenfärbung auf der Oberfläche des Werkstücks weist nicht auf eine Überhitzung des Edelstahls hin.