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Wärmebehandlung,

 

1) Lebensmitteltechnik: Erhitzung von Lebensmitteln zur Haltbarmachung (Konservierung).

 

 2) Werkstofftechnik: zeitlich genau festgelegte Erwärmung von metallischen Werkstücken beziehungsweise Halbzeugen auf bestimmte Temperaturen mit nachfolgender geregelter Abkühlung zur Herbeiführung bestimmter Werkstoffeigenschaften. Die wichtigste Wärmebehandlung ist die der Eisenlegierungen (v. a. der Stähle, auch des Gusseisens), deren mechanische und technologische Eigenschaften neben der chemischen Zusammensetzung weitgehend durch die Wärmebehandlung bestimmt werden, da am Ende der Umformung bei Stahlerzeugnissen vielfach noch nicht der erforderliche Gefügezustand vorhanden ist. Maßgeblich beeinflusst werden die Eigenschaften der Eisenlegierungen durch den gelöst beziehungsweise in Form von Graphit oder Zementit (Eisencarbid, Fe₃C) vorliegenden Kohlenstoff. Daher ist das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, an dem sich ablesen lässt, welches Gefüge eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung bei einem bestimmten Kohlenstoffgehalt und bei einer bestimmten Temperatur hat, die theoretische Grundlage jeglicher Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen. Je nach Werkstoff und Anwendungsfall gibt es eine Reihe von Wärmebehandlungsverfahren. Die grundsätzlichen Arten der Wärmebehandlung sind Glühen, Härten, Anlassen und Vergüten. Sonderverfahren sind die thermomechanische Behandlung, die thermochemische Behandlung sowie die Aushärtung und das Patentieren.

 

Das Glühen ist das wichtigste Wärmebehandlungsverfahren mit Wirkung auf das gesamte Werkstückgefüge. Das Werkstück wird auf eine bestimmte Glühtemperatur erwärmt, auf dieser Temperatur eine bestimmte Zeit gehalten und nachfolgend meist langsam abgekühlt. Man unterscheidet u. a.: 1) das Normalglühen: Erhitzen des Werkstücks auf eine Temperatur, die 20-30 ºC über dem Umwandlungspunkt von γ-Eisen (bei 911 ºC) liegt, und nachfolgendes, sehr langsames Abkühlen zur Erzielung eines gleichmäßigen, feinkörnigen Gefüges durch völlige Kornneubildung (Rückfeinen); 2) das Weichglühen: Erhitzen und längeres Halten des Werkstücks auf einer Temperatur wenig unter beziehungsweise über dem Umwandlungspunkt Austenit-Perlit (je nach Kohlenstoffgehalt 680-750 ºC) und nachfolgendes, langsames Abkühlen zur Erzielung eines weichen, leicht bearbeitbaren Zustands durch Umwandlung des Streifenzementits in körnigen Zementit; 3) das Grobkornglühen (Hochglühen) zur Erzielung eines gröberen Korns durch Erhitzen auf eine Temperatur dicht unterhalb der Erstarrungslinie (oberhalb 911 ºC), Halten auf dieser Temperatur, langsames Abkühlen bis zum Umwandlungspunkt Austenit-Perlit und daran anschließend beliebiges Abkühlen; 4) das Rekristallisationsglühen (Zwischenglühen): mehrere Stunden langes Glühen im Rekristallisationsbereich (bei unlegierten Stählen zwischen 500 ºC und 700 ºC, bei legierten und hochlegierten Stählen zwischen 600 ºC und 800 ºC) zur Beseitigung des durch die Kaltverformung verzerrten Gefüges; 5) das Spannungsarmglühen (Entspannungs- oder Ausglühen): Erhitzen und ein bis zwei Stunden Halten eines Werkstücks auf einer Temperatur von 550 ºC bis 650 ºC und anschließendes langsames Abkühlen zum Ausgleich der im Werkstoff durch Verformung enthaltenen inneren Spannungen; 6) das Perlitisieren: Abkühlen eines warmgeformten beziehungsweise erhitzten Werkstücks auf eine Temperatur unterhalb 911 ºC, längeres Halten auf dieser Temperatur und danach beliebiges Abkühlen zur vollständigen Umwandlung des Gefüges in Perlit; 7) das Diffusionsglühen: Erhitzen von Stahlblöcken beziehungsweise -stäben auf eine Temperatur zwischen 1 050 ºC und 1 300 ºC und langzeitiges Halten auf dieser Temperatur zur Homogenisierung von Gefügeunregelmäßigkeiten und Seigerungen durch Diffusion der Legierungselemente; 8) das Lösungsglühen: zur Auflösung ausscheidungsfähiger Bestandteile in den Mischkristallen führendes Erhitzen. Eine weitere Glühbehandlung ist das Tempern, das v. a. beim Temperguss angewendet wird.

 

Literatur:

 

Atlas zur W. der Stähle, hg. vom Max-Planck-Inst. für Eisenforschung u. a., 6 Tle. (1954-76);

 F. Herbst: W. des Stahls. Eine Einf. in die Grundlagen für Theorie u. Praxis (⁷1993);

 D. Liedtke u. R. Jönsson: W. Grundl. u. Anwendung für Eisenwerkstoffe (²1996).