![\"Bild](\"http:\/\/www.bildungsgutschein.com\/images\/pic-wsblog\/eisenbahnrad\/eisenbahnrad-funktionsbereiche01.jpg\")
<\/div>\nDie W\u00e4rmebehandlung beginnt mit der Erw\u00e4rmung auf die sogenannte Austenitisierungstemperatur. R\u00e4der bestehen \u00fcblicherweise aus unlegierten bzw. niedriglegierten Kohlenstoffst\u00e4hlen, die man bei ca. 800 \u2013 900\u00b0C austenitisiert. Bei diesen Temperaturen wandelt sich das Atomgitter des Eisens von einer kubisch-raumzentrierten Struktur (Ferrit) in eine kubisch-fl\u00e4chenzentrierte Struktur (Austenit) um, Karbide werden aufgel\u00f6st und der Kohlenstoff gleichm\u00e4\u00dfig im Werkstoff verteilt. Danach wird das rotgl\u00fchende Rad aus dem Ofen entnommen und in eine Abk\u00fchlmaschine gelegt, um es gezielt abzuk\u00fchlen. Bild 2 zeigt ein solches Rad in der K\u00fchlvorrichtung kurz vor Beginn des eigentlichen Abk\u00fchlprozesses.<\/p>\n
![\"eisenbahnrad-waermebehandlung02\"](\"https:\/\/www.werkstoff-blog.de\/wp-content\/uploads\/eisenbahnrad-waermebehandlung02.jpg\")
<\/div>\nDas Rad beginnt nun, in der Abk\u00fchlmaschine zu rotieren und gleichzeitig wird der Radkranz gezielt mit Wasser oder\/und Luft gek\u00fchlt (Bild 3), wobei die K\u00fchlmengen, K\u00fchlzeiten und K\u00fchlmedien durch den Computer der Abk\u00fchlmaschine gesteuert werden. Mit dieser kontrollierten Abk\u00fchlung werden im Radkranz des Rades ganz gezielt mechanische Eigenschaften (u.a. Festigkeit, Z\u00e4higkeit) und ein optimales Gef\u00fcge eingestellt. Das Gef\u00fcge, das sich hinsichtlich des Verschlei\u00dfes der Radlauffl\u00e4chen als optimal herausgestellt hat, ist ein perlitisch-ferritisches Gef\u00fcge – ein Phasengemisch aus Eisen und Eisenkarbiden.<\/p>\n
![](\"http:\/\/www.bildungsgutschein.com\/images\/pic-wsblog\/eisenbahnrad\/eisenbahnrad-abgekuehlt03.jpg\")
<\/div>\nWenn der Radkranz des Rades abgek\u00fchlt ist (Bild 4), wird das Rad aus der Abk\u00fchlmaschine genommen und die weitere K\u00fchlung des Rades erfolgt an ruhender Luft. In dem Zustand, den das Bild 4 darstellt, steht der Radkranz des Rades unter Zugspannungen, denn er will sich zusammenziehen, wird aber durch das noch hei\u00dfe Blatt und die hei\u00dfe Nabe daran gehindert, welche selbst unter Druckspannungen stehen.<\/p>\n
Das K\u00fchlen des Rades und insbesondere des Radkranzes ist der wichtigste Prozessschritt bei der W\u00e4rmebehandlung von Eisenbahnr\u00e4dern, bei dem innerhalb von wenigen Minuten die mechanischen Eigenschaften und das Gef\u00fcge erzeugt werden. Die \u201eKunst\u201c besteht dabei darin, so schnell abzuk\u00fchlen, dass die geforderten Festigkeiten erreicht werden und gleichzeitig so langsam abzuk\u00fchlen, dass unerw\u00fcnschte Gef\u00fcgebestandteile wie z.B. Martensit nicht entstehen.<\/p>\n
![](\"http:\/\/www.bildungsgutschein.com\/images\/pic-wsblog\/eisenbahnrad\/eisenbahnrad-radktanz-spannung04.jpg\")
<\/div>\nDurch die Abk\u00fchlung an ruhender Luft sind schlie\u00dflich auch das Blatt und die Nabe des Rades erkaltet (Bild 5). Die im Vergleich mit dem Radkranz langsamere K\u00fchlung von Blatt und Nabe erzeugen in diesen Funktionsbereichen die spezifischen mechanischen Kennwerte, die dort ben\u00f6tigt werden. Au\u00dferdem f\u00fchrt diese Art der Abk\u00fchlung dazu, dass am Ende des K\u00fchlprozesses Teile des Blattes unter Zugspannung stehen und der Radkranz daf\u00fcr unter Druckspannungen. Das ist auch so gewollt, denn die Druckeigenspannungen im Radkranz sollen der Bildung von Rissen entgegenwirken, die durch den Rad-Schiene-Kontakt oder das Klotzbremsen der R\u00e4der entstehen k\u00f6nnten.<\/p>\n
![](\"http:\/\/www.bildungsgutschein.com\/images\/pic-wsblog\/eisenbahnrad\/eisenbahnrad-blatt-nabe-kalt05.jpg\")
<\/div>\nSchlie\u00dflich werden die R\u00e4der noch einmal bei ca. 450-550\u00b0C angelassen, doch anders als zum Beispiel beim Verg\u00fcten, f\u00fchrt dieser W\u00e4rmebehandlungsschritte zu keinen Gef\u00fcge\u00e4nderungen mehr, sondern soll lediglich innere Spannungen abbauen. Das Gef\u00fcge und damit alle Eigenschaften des Rades entstehen ausschlie\u00dflich im Zuge der kontrollierten Abk\u00fchlung des Rades und insbesondere des Radkranzes.<\/p>\n
Zu den Werkstoffkennwerten eines Eisenbahnrades, die durch die W\u00e4rmebehandlung beeinflusst werden und im Zuge vorgeschriebener Werkstoffpr\u00fcfungen nachgewiesen werden m\u00fcssen, geh\u00f6ren unter anderem: Festigkeit, Z\u00e4higkeit, Bruchz\u00e4higkeit, Erm\u00fcdungsfestigkeit, Mikrostruktur (Gef\u00fcgebestandteile und Korngr\u00f6\u00dfe) und der Eigenspannungszustand des Rades.<\/p>\n
![](\"http:\/\/www.bildungsgutschein.com\/images\/pic-wsblog\/eisenbahnrad\/eisenbahnrad-gluehend06.jpg\")
<\/div>\nDie Leistungsf\u00e4higkeit eines Eisenbahnrades ist nicht in einem besonderen Stahl begr\u00fcndet. Ganz im Gegenteil handelt es sich \u00fcblicherweise um \u201eeinfache\u201c unlegierte Kohlenstoffst\u00e4hle \u2013 allerdings von hoher Reinheit (also Edelst\u00e4hle). Es ist die W\u00e4rmebehandlung der R\u00e4der, die f\u00fcr optimale Werkstoffeigenschaften und damit f\u00fcr optimales Betriebsverhalten sorgt.<\/p>\n
Werkstoff Service (www.rail-service.info<\/a>) entwickelt gemeinsam mit seinen Partnern MSA Chemnitz (www.msa-chemnitz.de<\/a>) und ITW Chemnitz (www.itw-chemnitz.de<\/a>) im Rahmen eines \u00f6ffentlich gef\u00f6rderten Forschungsprojektes W\u00e4rmebehandlungstechnologien f\u00fcr den Bereich Eisenbahn (Bild 6). Moderne Abk\u00fchlmaschinen sind heute CNC-Anlagen f\u00fcr Produktionskapazit\u00e4ten von vielen 100.000 R\u00e4dern im Jahr, in denen R\u00e4der vollautomatisch mit h\u00f6chster Qualit\u00e4t produziert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Eisenbahnr\u00e4dern geh\u00f6ren zu den am meisten belasteten Komponenten eines Schienenfahrzeuges. Sie tragen hohe Lasten.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":433,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0},"categories":[2,36],"tags":[],"yoast_head":"\n