Definition
Der Hollomon-Jaffe-Parameter (H oder Hp) stellt die Glühzeit und die Glühtemperatur beim Ontlaten (englisch PWHT) in Beziehung. Er zeigt alternative Kombinationen aus Anlassdauer und Hitzezufuhr auf und besagt, dass die Härte eines Stahls mit zunehmender Anlasstemperatur oder -dauer abnimmt. Der Hollomon-Jaffe-Parameter berechnet sich aus der Temperatur (T), einer Konstante C und der Anlassdauer (t):
Die Konstante C ist abhängig vom jeweiligen Werkstoff. Hollomon und Jaffe stellten fest, dass sich die Konstante C linear zu einem steigenden Kohlenstoffanteil verringert. Diese Beziehung gilt aufgrund werkstoff-physikalischer Grenzen nicht unendlich und ist limitiert auf Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,30 % und 1,10 %. In der Praxis rechnet man mit folgenden Werten:
- C = 15 bei Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,90 % und 1,20 % C
- C = 19,5 für Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,15 % und 0,45 %
- C = 20 für C-Mn- und niedriglegierte Stähle
- C = 30 für hochlegierte Stähle wie 9-%-Cr-Stähle (selten eingesetzt)
Heiz- und Kühlzyklen
In die Anlassdauer (t) können Heiz- und Kühlzyklen einbezogen werden. Dazu muss zunächst eine gesonderte Berechnung erfolgen. Zur Temperatur (T) und Anlassdauer (t) kommen die Heizrate (K1) und die Abkühlrate (K2) hinzu. Alle Zeitangaben erfolgen jeweils in Stunden. Liegt die Konstante (C) bei 20, ergeben sich beispielsweise folgende Formeln:
INFO: Je kürzer die Anlassdauer, desto stärker wirken sich die Vorgänge aus, die während des Aufheizens und Abkühlens im Material ablaufen. Die Berechnung des Holomon-Jaffe-Parameters mit konstanter Temperatur würde zu fehlerhaften Resultaten führen. Um exakte Ergebnisse zu erzielen, muss der Temperaturverlauf berücksichtigt werden.
Vorteile des Hollomon-Jaffe-Parameters
Der Hollomon-Jaffe-Parameter geht zurück auf Untersuchungen, die 1947 durch Hollomon und Jaffe veröffentlicht wurden. Grundlage ist die Theorie, dass Zeit und Temperatur bei diffussionsgesteuerten Wärmebehandlungen bis zu einem gewissen Grad austauschbar sind. Solange der Hollomon-Jaffe-Parameter beim Anlassen gleichbleibt, wird im Material dieselbe Härte erreicht. Eine eine längere Anlassdauer erfordert eine geringere Anlasstemperatur und umgekehrt. Auf diese Weise können je nach Bedarf Zeit oder Energie gespart werden.
Praxisbeispiel
Gehärteter C45-Stahl mit einer Ausgangshärte von 61 HRC kann bei einer Anlassdauer von 4 Stunden und einer Anlasstemperatur von 190 °C eine Sollhärte von 53 HRC erreichen. Dieselbe Sollhärte kann aber auch mit einer Anlassdauer von 36 Minuten bei 210 °C erreicht werden.
