Sie fragen sich vielleicht, warum dasselbe Metallmaterial unterschiedliche mechanische und physikalische Eigenschaften aufweist. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass es wärmebehandelt wurde und das Glühen ein Standardprozess ist.
Glühen Definition
Glühen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das in der Metallurgie verwendet wird, um die physikalischen und manchmal auch chemischen Eigenschaften eines Materials, insbesondere eines Metalls, zu verändern. Beim Glühen wird das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, diese für einige Zeit gehalten und dann langsam abgekühlt. Die Hauptzwecke des Glühens bestehen darin, innere Spannungen zu beseitigen, die Flexibilität zu erhöhen, die Zähigkeit zu verbessern, die Kornstruktur zu verfeinern und dem Material nach der Kaltbearbeitung seine Elastizität zurückzugeben.
Diese spezifische Temperatur basiert im Allgemeinen auf der kritischen Temperatur.
Die kritische Temperatur von Stahl ist die Temperatur, bei der er einen Phasenübergang zwischen zwei Phasen durchläuft. Wird Stahl über die kritische Temperatur von etwa 724 °C erhitzt, rekristallisiert er zu Austenit. Dabei sind zwei wesentliche Temperaturen zu berücksichtigen:
1. Untere kritische Temperatur (Ac1): Dies ist die Temperatur, bei der sich aus Ferrit Austenit zu bilden beginnt.
2. Obere kritische Temperatur (Ac3): Dies ist die Temperatur, bei der die vollständige Umwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt.
Temperaturbereiche für das Glühen von unlegiertem Stahl
Gängige Arten, Verfahren und Anwendungen des Glühens
Normalisieren
- Verfahren: Das Metall wird auf eine Temperatur über seinem kritischen Punkt erhitzt (normalerweise etwa 30–50 °C über der oberen kritischen Temperatur) und dann in ruhender Luft abkühlen gelassen.
- Zweck: Verfeinert die Kornstruktur, verbessert mechanische Eigenschaften wie Zähigkeit und reduziert innere Spannungen.
- Anwendungen: Wird häufig für Kohlenstoffstähle und legierte Stähle verwendet, die verbesserte mechanische Eigenschaften erfordern.
Vollständiges Glühen
- Verfahren: Das Metall wird über seine obere kritische Temperatur erhitzt und dann im Ofen sehr langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
- Zweck: Erzeugt eine weiche und duktile Mikrostruktur mit groben Körnern, wodurch die Bearbeitbarkeit verbessert und das Metall leichter bearbeitet werden kann.
- Anwendungen: Wird für Stähle mit niedrigem bis mittlerem Kohlenstoffgehalt verwendet, die eine umfangreiche Formgebung oder Bearbeitung erfordern.
Sphäroidisierendes Glühen
- Verfahren: Das Metall wird auf eine Temperatur knapp unterhalb der eutektoiden Temperatur erhitzt und dort für längere Zeit gehalten. Anschließend wird es langsam abgekühlt. Manchmal wird zwischen Temperaturen knapp über und unter der eutektoiden Temperatur gewechselt.
- Zweck: Erzeugt eine kugelförmige oder globuläre Form von Karbiden innerhalb einer ferritischen Matrix, wodurch die Härte minimiert und das Metall duktiler und leichter zu bearbeiten wird.
- Anwendungen: Wird häufig auf kohlenstoffreiche Stähle angewendet, um sie für die Bearbeitung und weitere Wärmebehandlungsprozesse vorzubereiten.
Prozessglühen
- Verfahren: Das Metall wird unter die untere kritische Temperatur (typischerweise zwischen 550–650 °C) erhitzt und anschließend langsam abgekühlt.
- Zweck: Reduziert die Härte und erhöht die Duktilität, insbesondere bei kaltverformten Metallen, um deren Verarbeitbarkeit wiederherzustellen, ohne die Mikrostruktur wesentlich zu verändern.
- Anwendungen: Wird häufig für kohlenstoffarme Stähle und andere Legierungen verwendet, die häufig kaltbearbeitet werden müssen.
| Typ | Heiztemperatur | Kühlmethode | Zweck | Anwendungen |
| Normalisieren | Über der oberen kritischen Temperatur | Luftkühlung | Verfeinert die Kornstruktur, verbessert die Zähigkeit | Kohlenstoff- und legierte Stähle, die verbesserte Eigenschaften benötigen |
| Vollständiges Glühen | Über der oberen kritischen Temperatur | Ofenkühlung | Erzeugt eine weiche, duktile Struktur für die Bearbeitung | Stähle mit niedrigem bis mittlerem Kohlenstoffgehalt |
| Prozessglühen | Unterhalb der unteren kritischen Temperatur | Langsames Abkühlen | Reduziert die Härte und stellt die Duktilität nach der Kaltbearbeitung wieder her | Kohlenstoffarme Stähle und andere kaltverformte Metalle |
| Sphäroidisierendes Glühen | Knapp unter der eutektoiden Temperatur (oder zyklisch) | Langsames Abkühlen | Erzeugt kugelförmige Karbide für die Zerspanbarkeit | Kohlenstoffreiche Stähle für verbesserte Zerspanbarkeit |
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