Glühen: Der Wiedergeburt des Stahls

Das Glühen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem Metalle auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschließend kontrolliert abgekühlt werden, um ihre innere Struktur und mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Dieser Prozess erhöht die Bearbeitbarkeit der Metalle, reduziert innere Spannungen und sorgt dafür, dass bestimmte Eigenschaften erlangt werden.

Was ist das Ziel des Glühens?

1. Reduktion der inneren Spannungen: Das Glühen beseitigt die inneren Spannungen, die während der Produktion und Bearbeitung des Metalls entstehen. Dies verringert das Risiko von Rissen und Brüchen im Material.
2. Verbesserung der Mikrowerkstruktur: Durch den Glühprozess wird die Kristallstruktur des Metalls optimiert, um eine homogenere Struktur zu erzielen. Dies verbessert die mechanischen Eigenschaften des Materials.
3. Ausgewogenheit zwischen Härte und Zähigkeit: Das Glühen senkt die Härte des Materials und erhöht gleichzeitig dessen Zähigkeit. Dies erleichtert die Bearbeitung und Formgebung des Metalls.
    

Vorteile des Glühens

1. Erhöhte Bearbeitbarkeit: Das Glühen reduziert die Härte des Metalls und verbessert die Bearbeitbarkeit. Dies ermöglicht eine einfachere und schnellere Bearbeitung während des Produktionsprozesses.
2. Beseitigung von inneren Spannungen:Das Glühen beseitigt die während der Produktion und Bearbeitung entstehenden inneren Spannungen, wodurch das Risiko von Rissen und Brüchen im Material verringert wird.
3. Verbesserung der Mikrostruktur: Der Glühprozess ordnet die Kristallstruktur des Metalls und sorgt für eine homogenere Struktur. Dies verbessert die mechanischen Eigenschaften des Materials.

4. Balance zwischen Härte und Zähigkeit: Das Glühen verringert die Härte des Materials und erhöht seine Zähigkeit. Dies erleichtert die Bearbeitung und Formgebung des Metalls.
    

Glühverfahren

1. Normalisierungs-Glühen: Das Normalisierungs-Glühen umfasst das Erhitzen des Stahls auf eine bestimmte Temperatur, gefolgt von einer Abkühlung an der Luft. Dieser Prozess sorgt für eine homogene Mikrostruktur des Stahls und verbessert seine mechanischen Eigenschaften.

• Homogene Mikrostruktur: Der Stahl erhält eine gleichmäßige innere Struktur.
• Erhöhte Haltbarkeit: Die mechanischen Eigenschaften werden verbessert und die Haltbarkeit erhöht.
• Verbesserte Bearbeitbarkeit: Erleichtert die Bearbeitung des Materials.

2. Spannungsarmglühen

Das Spannungsarmglühen ist ein thermischer Prozess, bei dem Stahl bei niedrigen Temperaturen erhitzt und dann langsam abgekühlt wird, um innere Spannungen abzubauen. Dieser Prozess wird insbesondere nach Schweiß-, Kaltbearbeitungs- oder Schmiedeverfahren angewendet.

• Beseitigung innerer Spannungen: Verhindert Rissbildung, die durch Spannungen verursacht wird.
• Dimensionale Stabilität: Erhöht die dimensionale Stabilität der Bauteile.
• Erhöhte Haltbarkeit: Verlängert die Lebensdauer der Stahlteile.

3. Globularisieren (Globularisierung)

Das Globularisieren ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem die Karbide im Stahl in eine kugelförmige Struktur überführt werden. Dieser Prozess wird vor allem bei hochkohlenstoffhaltigen Stählen angewendet.

• Bearbeitbarkeit: Verbessert die Bearbeitbarkeit des Stahls erheblich.
• Verschleißfestigkeit: Die kugelförmige Struktur der Karbide erhöht die Verschleißfestigkeit.
• Weniger Sprödigkeit: Reduziert die Sprödigkeit des Materials.

4. Weichglühen

Das Weichglühen ist ein Prozess, bei dem Stahl bis zu einer bestimmten Temperatur erhitzt und dann langsam abgekühlt wird, um die Härte des Stahls zu verringern. Dieser Prozess macht den Stahl leichter bearbeitbar.

• Erhöhte Bearbeitbarkeit: Der Stahl wird weicher und lässt sich leichter bearbeiten.
• Beseitigung innerer Spannungen: Beseitigt innere Spannungen und verbessert die Stabilität des Materials.
• Verbesserte Zähigkeit: Erhöht die Zähigkeit des Stahls.

Wie wird der Stahlglühen-Prozess durchgeführt?

• Der Stahlglühprozess ist ein Verfahren, bei dem Stahl auf bestimmte Temperaturen erhitzt wird, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erzielen. Hier sind die Details des Glühprozesses für Stahl:

• 1. Vorbereitungsphase
• Auswahl des Materials: Der Stahltyp, der für den Glühprozess verwendet wird, wird ausgewählt. Verschiedene Typen wie Kohlenstoffstahl, legierter Stahl usw. können verwendet werden.
• Reinigung: Die Stahloberfläche wird von Schmutz, Öl und Oxiden befreit. Eine saubere Oberfläche erhöht die Effektivität des Prozesses.

1. 2. Erwärmungsphase

• Erwärmungsöfen: Der Stahl wird in einem Ofen erhitzt, der für hohe Temperaturen geeignet ist. Der Ofen gewährleistet eine konstante Temperaturkontrolle.
• Erwärmungstemperatur: Der Stahl wird in der Regel auf eine Temperatur zwischen 800 und 950°C erhitzt. Diese Temperatur kann je nach Stahltyp variieren.
• Erwärmungsdauer: Der Stahl wird bei der gewünschten Temperatur für eine ausreichende Zeit gehalten. Diese Dauer hängt von der Dicke des Stahls ab.

1. 3. Haltedauer

• Dauer: Der Stahl bleibt für eine bestimmte Zeit auf der festgelegten Temperatur. Diese Phase sorgt für eine Homogenisierung der Mikrostruktur.
• Kontrolle: Die Temperatur wird während der gesamten Dauer konstant gehalten, was zu einer besseren Homogenität führt.

1. 4. Abkühlungsphase

• Abkühlungsmethode: Der Stahl kann an der Luft, im Ofen oder in Wasser abgekühlt werden. Die gewählte Methode hängt von den gewünschten Eigenschaften ab.
• Abkühlgeschwindigkeit: Die Abkühlgeschwindigkeit wird an die Eigenschaften des Stahls angepasst. Langsame Abkühlung erzeugt eine zähere Struktur, während schnelle Abkühlung die Härte erhöht.

• 5. Letzte Kontrollen
• Mikrostrukturanalyse: Nach dem Glühen wird die Mikrostruktur des Stahls unter dem Mikroskop untersucht. Es wird überprüft, ob die erhaltene Struktur den gewünschten Kriterien entspricht.
• Mechanische Tests: Härte-, Zähigkeits- und Festigkeitstests werden durchgeführt. Der Erfolg des Glühprozesses wird bewertet.

Industrielle Anwendungen des Glühens

• Automobilindustrie: Komponenten wie Motorenteile, Getriebezahnräder und Fahrwerksysteme werden durch den Glühprozess bearbeitet.
• Luft- und Raumfahrtindustrie: Teile wie Flugzeugrumpf, Triebwerkskomponenten und Fahrwerke werden durch den Glühprozess verstärkt.
• Bau- und Konstruktionsmaterialien: Stahlträger, Säulen und Brückenkomponenten gewinnen durch den Glühprozess an Haltbarkeit.
• Energie- und Kraftwerksproduktion: Komponenten wie Turbinenschaufeln und Wellen, die hohe Festigkeit erfordern, werden durch den Glühprozess bearbeitet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Glühen ein Wärmebehandlungsverfahren ist, bei dem Metalle auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann kontrolliert abgekühlt werden, um ihre inneren Strukturen und mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Dieser Prozess erhöht die Bearbeitbarkeit des Metalls, reduziert innere Spannungen und ermöglicht das Erreichen spezifischer Eigenschaften. Das Glühen findet in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen wie der Automobil-, Luftfahrt-, Bau- und Energieindustrie Anwendung und macht Metalle widerstandsfähiger und bearbeitbarer.