Die Vakuumaufkohlung ist ein moderner, sehr effizienter und umweltfreundlicher Prozess zur Einsatzhärtung von Stählen. Die Vakuumtechnologie ersetzt heute aufgrund besserer Reproduzierbarkeit und Gleichförmigkeit der wärmebehandelten Proben in vielen Fällen das Aufkohlen mithilfe der Atmosphärentechnologie. Der Vorgang der Vakuumaufkohlung findet in einer sauerstofffreien Kohlenwasserstoffgasatmosphäre (üblicherweise reines Acetylen) bei einem Partialdruck unter 20mbar und unter fern vom thermodynamischen Gleichgewicht liegenden Bedingungen statt. Der Vorgang setzt sich aus Zyklen aktiver (Sättigung) und passiver (Diffusion) Phasen zusammen. Die gewünschte Einsatzhärtungstiefe und das entsprechende Sollkonzentrationsprofil des Kohlenstoffs kann über die Kontrolle der Dauer dieser beiden Phasen überwacht werden.

Der vorliegende Beitrag behandelt die zerstörungsfreie in-situ-Charakterisierung des Vakuumaufkohlungsvorgangs. Hierfür wurde das spezielle Laborgerät eingerichtet. Es ermöglicht eine Messung der Kohlenstoffdiffusion während des Vakuumaufkohlungsvorgangs durch das Erfassen des elektrischen Widerstandes. Wir haben die Kinetiken des Vorgangs und die mikrostrukturellen Veränderungen während des Aufkohlens reinen Eisens und korrosionsbeständigen Edelstahls in einer Niederdruck-Acetylenatmosphäre bestimmt. Weitere metallographische Untersuchungen mithilfe des Licht- und des Rasterelektronenmikroskops konnten belegen, dass dieses in-situ-Verfahren gut dafür geeignet ist, die Dicke der aufgekohlten Zone zu bestimmen.