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2022

Welche Funktion und Bedeutung hat das Homogenisierungsglühen bei der Wärmebehandlung von Metallen?

Bei der Wärmebehandlung von Metallen wird das Werkstück auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit gehalten und anschließend langsam abgekühlt. Die Hauptziele sind:

1. Verbesserung oder Beseitigung von Gefügefehlern und Eigenspannungen, die beim Gießen, Schmieden, Walzen, Schweißen usw. entstehen.

2. Bearbeitung nur weicher Werkstücke.

3. Kornfeinung, Verbesserung des Gefüges und der mechanischen Eigenschaften des Werkstücks.

4. Vorbereitung auf die abschließende Wärmebehandlung (Anlassen, Glühen). Gängige Glühverfahren sind:

① Glühen. Beim Feinglühen weist niedriggekohlter Stahl nach dem Gießen, Schmieden und Schweißen ein grobes, überhitztes Gefüge mit schlechten mechanischen Eigenschaften auf. Das Werkstück wird erhitzt, bis Ferrit vollständig in Austenit umgewandelt ist. Die Temperatur wird bei 30–50 °C gehalten. Anschließend wird das Werkstück im Ofen langsam abgekühlt. Nach dem Abkühlen findet erneut eine Austenitumwandlung statt, wodurch das Stahlgefüge dünner wird.

② Kugelglühen. Werkzeugstahl und Wälzlagerstahl werden nach dem Schmieden aufgrund ihrer hohen Härte reduziert. Das Werkstück wird erhitzt, bis die Temperatur, bei der der Stahl beginnt, Austenit zu bilden, über 20–40 °C liegt. Nach dem Warmhalten wird es langsam abgekühlt. Beim Abkühlen wandeln sich die schuppenförmigen Karbide im Perlit in kugelförmige Strukturen um, wodurch die Härte verringert wird.
③ Isothermes Glühen. Dieses Verfahren wird angewendet, um die Härte einiger hochlegierter Nickel-Chrom-Baustähle für die Zerspanung zu reduzieren. Üblicherweise wird der Austenit rasch auf seine instabilste Temperatur abgekühlt. Nach einer angemessenen Haltezeit wandelt er sich in Troostit oder Sorbit um, wodurch die Härte abnimmt.

④ Rekristallisationsglühen. Dieses Verfahren dient dazu, Metalldraht zu entfernen und dünne Bleche während des Kaltziehens und Kaltwalzens zu härten (Härtezunahme und Plastizitätsabnahme). Die Glühtemperatur liegt üblicherweise unterhalb der Austenitisierungstemperatur von 50–150 °C. Nur so lässt sich die Kaltverfestigung aufheben und das Metall weicher machen.

⑤ Graphitisierungsglühen. Dieses Verfahren dient dazu, Gusseisen in formbares Gusseisen mit guter Zementitbildung umzuwandeln. Während des Produktionsprozesses beträgt die Gießtemperatur ca. 950 °C. Nach einer bestimmten Haltezeit wird das Gussteil ausreichend abgekühlt, um den Zementit in flockigen Graphit umzuwandeln.

⑥ Diffusionsglühen. Dieses Verfahren dient der Homogenisierung der chemischen Zusammensetzung von Legierungsgussteilen und der Verbesserung ihrer Eigenschaften. Dabei wird die Legierung nicht geschmolzen, sondern bei möglichst hoher Temperatur und langer Haltezeit erhitzt, um eine gleichmäßige Diffusion der einzelnen Elemente zu erreichen. Anschließend erfolgt eine langsame Abkühlung.

⑦ Spannungsarmglühen. Dieses Verfahren dient dem Abbau von Eigenspannungen in Stahl- und Schweißteilen. Beim Erhitzen des Produkts beginnt sich bei 100–200 °C Austenit zu bilden. Nach der Haltezeit erfolgt die Abkühlung an der Luft, um die Eigenspannungen abzubauen.

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