Einleitung

Das Gefüge eines Stahls beeinflusst im besonderen Maße dessen Eigenschaften. Das Stahlgefüge wird allerdings nicht nur durch die Erstarrungsbedingungen beeinflusst (siehe Kapitel Gefügeentstehung). Es kann sich auch durch nachträgliche Fertigungsverfahren wie Walzen, Tiefziehen, Schweißen, etc. negativ beeinflusst werden.

So werden bspw. beim Walzen eines Stahlbleches die rundlichen Körner in Walzrichtung gestreckt. Eine solche gestreckte Gefügestruktur bezeichnet man dann auch als Walztextur. Das gewalztes Stahlblech verhält sich bei einem anschließenden Biegeprozess in Walzrichtung anders als quer dazu. Während der Stahl beim Biegen parallel zur Walzrichtung eher zur Rissbildung neigt, ist die Rissgefahr beim Biegen quer zur Walzrichtung wesentlich geringer. Die Umformbarkeit ist durch das Walzen richtungsabhängig geworden. Dies wirkt sich bei Fertigungsprozessen in der Regel nachteilig aus.

Die Richtungsabhängigkeit einer Eigenschaft (z.B. Umformbarkeit, Zerspanbarkeit, Stromleitfähigkeit, Reflexionsvermögen, etc.) wird im Allgemeinen als Anisotropie bezeichnet. Verhält sich ein Werkstoff bezüglich einer bestimmten Eigenschaft hingegen in alle Richtungen gleich, so spricht man von Isotropie ("iso" = gleich). Eine Anisotropie in den Eigenschaften eines Werkstoffes ist in der Regel nicht erwünscht, da dies unvorhersehbare Effekte nach sich ziehen kann.

Aber nicht nur beim Walzen kann das Gefüge eines Stahls negativ beeinflusst werden. Im Bereich der Fügestelle zweier geschweißter Bleche kann es ebenfalls zu unerwünschten Gefügeänderungen kommen. Diese sind den hohen Temperaturen und einer unkontrollierten Abkühlung nach dem Schweißen geschuldet. Die Schweißnaht kann hierdurch verspröden und unter hohen Belastungen reißen.

Aus diesen Gründen wurden bestimmte Wärmebehandlungsverfahren entwickelt, bei denen das Stahlgefüge durch Aussetzen hoher Temperaturen und gezielter Steuerung der Abkühlung nachträglich in gewünschter Weise geändert werden kann. Auf diese Art können unerwünschte Gefügeänderungen nicht nur rückgängig gemacht werden (z.B. Rekristallisationsglühen beim Walzen oder Spannungsarmglühen nach dem Schweißen) sondern teilweise völlig neue Eigenschaften erzielt werden (z.B. Härten oder Vergüten). Deshalb wird im Folgenden auf die wichtigsten Wärmebehandlungsverfahren näher eingegangen:

Ziel

 Wärmebehandlungsverfahren

Temperaturbereiche

bessere Umformbarkeit

Weichglühen

Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Temperatur-Bereich, Übersicht, Normalglühen, Weichglühen, Grobkornglühen, Spannungsarmglühen, Diffusionsglühen, Rekristallisationsglühen

bessere Zerspanbarkeit

GrobkornglühenWeichglühen

Homogenisierung der Legierungselemente

Diffusionsglühen, Lösungsglühen

Einstellung der Korngröße

Rekristallisationsglühen, Grobkornglühen, Normalglühen

Verringerung der Eigenspannungen

Spannungsarmglühen

Steuerung der Festigkeit

Vergüten, Weichglühen, Normalglühen

Steigerung der Härte

Härten