Wärmebehandlungen

Wärmebehandlungen sind eigenständige Verfahren der Metallbearbeitung, bei denen Werkstoffe durch kontrolliertes Erhitzen, Halten bei einer festgelegten Temperatur und Abkühlung ihre Mikrostruktur und damit Eigenschaften wie Festigkeit, Härte, Zähigkeit und Verformbarkeit verändern. Ziel ist es, die gewünschten Eigenschaften für bestimmte Anwendungen zu erreichen und gleichzeitig Spannungen abzubauen.

Zu den wichtigsten Gruppen gehören Glühen, Härten, Anlassen, Normalisieren und Vergüten. Glühen dient vor allem der Reduktion innerer Spannungen, der Verbesserung der Umformbarkeit sowie der Einstellung eines gleichmäßigen Gefüges. Weichglühen, Normalglühen und Spannungsarmglühen unterscheiden sich durch Temperatur, Haltezeit und Abkühlung und führen zu weichen, feinkörnigeren oder spannungsärmeren Strukturen.

Härten umfasst das Erhitzen auf eine austenitische Temperatur, gefolgt von schnellem Abschrecken, um eine harte, oft martensitische Struktur zu erzeugen. Zur Erhöhung der Zähigkeit folgt meist ein Anlassen, bei dem das Material auf eine niedrigere Temperatur gebracht und kontrolliert abgekühlt wird. Vergüten bezeichnet eine Kombination aus Härten und Anlassen, oft mit Zwischenschritten wie Bainitisierung oder Martensitbildung, um hohe Festigkeit bei ausreichender Zähigkeit zu erreichen.

Normalisieren erfolgt durch Erhitzen über die kritische Temperatur und Abkühlung in Luft, wodurch ein feineres, gleichmäßigeres Gefüge entsteht. Lösungsglühen (Lösungsglühen) dient bei bestimmten Legierungen, insbesondere Aluminium- und Nickelbasirten, dem Auflösen von festen Phasen, gefolgt von Abkühlung oder Alterung zur Stabilisierung der gewünschten Eigenschaften. Spannungsarmglühen reduziert innere Spannungen nach Umform- oder Schweißprozessen.

Die Anwendung erfordert Materialkenntnis, geeignete Temperatur- und Zeitparameter sowie passende Kühlmedien. Normen und Spezifikationen aus ISO, DIN/EN und Herstellerangaben regeln Temperatur, Haltezeit und Abkühlungsverfahren. Wärmebehandlungen ermöglichen gezielte Eigenschaftsprofile, etwa verbesserte Festigkeit, Verschleißfestigkeit oder Zähigkeit, und finden Anwendung in Fahrzeugteilen, Werkzeugen, Zahnrädern und Strukturkomponenten.