In der heutigen Welt ist Aufkohlen immer relevanter geworden. Ob aufgrund seines Einflusses auf die Gesellschaft, seiner Bedeutung in der Geschichte, seines Einflusses im Berufsfeld oder seiner Relevanz im Alltag – Aufkohlen hat die Aufmerksamkeit von Millionen Menschen auf der ganzen Welt auf sich gezogen. Von seinen Anfängen bis zu seiner aktuellen Entwicklung hat Aufkohlen einen unauslöschlichen Eindruck in der Welt hinterlassen und endlose Debatten, Überlegungen und Studien ausgelöst, die versuchen, seine wahre Bedeutung zu verstehen. In diesem Artikel werden wir verschiedene Aspekte von Aufkohlen untersuchen, von seinen Ursprüngen bis zu seinen Auswirkungen auf die moderne Welt, um Licht auf dieses relevante und faszinierende Thema zu werfen.
Aufkohlen (auch Carburieren oder Zementation) bezeichnet ein Verfahren aus der Wärmebehandlung, vornehmlich für Stahl, bei dem bei hohen Temperaturen Kohlenstoff in Metalle eindiffundiert. Dazu wird in einer kohlenstoffhaltigen Umgebung Eisen/Stahl auf Temperaturen von 850 bis 950 °C, andere Metalle bis 2000 °C, erhitzt. Das Aufkohlen oder Einsetzen soll Stähle, die wegen ihres geringen Kohlenstoff-Gehaltes nicht oder nur schlecht zu härten sind, so weit mit Kohlenstoff anreichern, dass ein Härten möglich wird. Meistens wird nur die Randschicht mit Kohlenstoff angereichert, damit sich dort mehr Martensit bildet als im Kern und eine harte Randschicht entsteht. Der Kern hat eine geringere Härte und bleibt dabei meist zäh. Durch Aufkohlen lassen sich gezielt viele Metallcarbide, wie Wolframcarbid oder Tantalcarbid herstellen. Ein alternatives Verfahren durch Eindiffundieren von Stickstoff ist das Nitrieren.
Es werden grundsätzlich drei verschiedene Aufkohlungsmittel unterschieden:
Aufkohlen über die Gasphase gemäß Boudouard-Gleichgewicht.
(Spezielles, aber eher veraltetes Verfahren.)
Eine Aufkohlung wird als ein entscheidender Schritt beim Einsatzhärten angewendet.
Bei der Herstellung von Gusseisen und Gusseisen mit Kugelgraphit wird in der Regel als Einsatzmaterial beim Schmelzen in Elektroöfen Stahlschrott verwendet. Der Kohlenstoffgehalt muss dann entweder durch Zugabe von Roheisen oder durch Aufkohlungsmittel korrigiert werden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird die Korrektur meistens mit Aufkohlungsmitteln durchgeführt. Als Aufkohlungsmittel wird entweder Grafit oder billigerer, calcinierter Petrolkoks verwendet. Auf dem Markt befinden sich viele Sorten von Aufkohlungsmitteln. Qualität und Preis werden durch Aschengehalt (von 0.10 bis 27 %), Stickstoff (0.1–9000ppm), Schwefel (0.1–2 %) und Kohlenstoff (75–99 %) bestimmt.