Wärmebehandlung von Stahl: Glühen, Vergüten, Normalisieren – Leitfaden

Was ist Wärmebehandlung und warum ist sie erforderlich?

Wärmebehandlung ist der Prozess der Veränderung der mechanischen Eigenschaften von Stahl durch Erwärmen auf bestimmte Temperaturen, Halten bei diesen Temperaturen und kontrolliertes Abkühlen. Die richtige Wärmebehandlung ermöglicht es Ihnen, aus derselben Stahlsorte völlig unterschiedliche Leistungseigenschaften zu erzielen. In diesem Leitfaden erläutern wir die in der Industrie am häufigsten angewandten Wärmebehandlungsverfahren im Detail.

Glühen (Annealing)

Glühen ist eine Wärmebehandlung, die zur Erweichung des Stahls und zur Beseitigung innerer Spannungen angewandt wird.

Weichglühen (Soft Annealing)

• Temperatur: 680-720°C (unter Ac1)
• Dauer: 2-6 Stunden (abhängig von der Querschnittsdicke)
• Abkühlung: Langsame Ofenabkühlung (~20°C/Stunde)
• Zweck: Maximale Weichheit, verbesserte Bearbeitbarkeit
• Ergebnis: Kugeliger Perlit, minimale Härte

Vollständiges Glühen (Full Annealing)

• Temperatur: 820-900°C (über Ac3, abhängig von der Stahlsorte)
• Dauer: 1-2 Stunden/25 mm Querschnitt
• Abkühlung: Langsame Ofenabkühlung
• Zweck: Homogenes Korngefüge, gleichmäßige Mikrostruktur
• Ergebnis: Feiner lamellarer Perlit + Ferrit

Spannungsarmglühen

• Temperatur: 550-650°C
• Dauer: 1 Stunde/25 mm Querschnitt
• Abkühlung: Im Ofen oder an ruhender Luft
• Zweck: Abbau innerer Spannungen nach Schweißen, spanender Bearbeitung oder Kaltumformung
• Ergebnis: Maßstabilität, reduziertes Rissrisiko

Normalisieren (Normalizing)

Normalisieren ist das Erwärmen des Stahls auf 30-50°C über die Ac3-Temperatur und Abkühlen an ruhender Luft.

Parameter

• Temperatur: 850-920°C (variiert je nach Stahlsorte)
• Dauer: Bis eine homogene Austenitisierung erreicht ist
• Abkühlung: An ruhender Luft

Wann wird es angewandt?

• Korrektur des Korngefüges nach Walzen oder Schmieden
• Standardisierung der mechanischen Eigenschaften
• Bereitstellung einer homogenen Struktur vor dem Schweißen
• Verfeinerung des vergröberten Korngefüges nach Warmumformung

Ergebnisse

• Feines und homogenes Korngefüge
• Reproduzierbare mechanische Eigenschaften
• Höhere Festigkeit im Vergleich zum Glühen
• Verbesserte Bearbeitbarkeit und Schweißeignung

Vergüten (Quenching & Tempering)

Vergüten ist das Wärmebehandlungsverfahren, bei dem durch Härten (Abschrecken) und anschließendes Anlassen eine Kombination aus hoher Festigkeit und Zähigkeit erzielt wird.

Härten (Quenching)

• Temperatur: 830-880°C (abhängig von der Stahlsorte)
• Medium: Wasser, Öl oder Polymerlösung
• Zweck: Martensitbildung, maximale Härte

Anlassen (Tempering)

• Niedrig Anlassen (150-250°C): Hohe Härte bleibt erhalten, Spannungen werden abgebaut
• Mittleres Anlassen (350-500°C): Wird im Allgemeinen vermieden (Anlassversprödungsbereich)
• Hohes Anlassen (500-680°C): Optimales Festigkeits-Zähigkeits-Verhältnis

Typische Vergütungsparameter

Stahlsorte	Austenitisierung	Abschreckmedium	Anlasstemperatur
C45	830-860°C	Wasser/Öl	550-650°C
42CrMo4	840-880°C	Öl	540-680°C
34CrNiMo6	830-860°C	Öl	540-660°C

Für Umrechnungen zwischen Härtewerten können Sie unser Tool Härteumrechner verwenden.

Einsatzhärtung (Case Hardening)

Einsatzhärtung ist das Verfahren zur Erzeugung einer harten Oberflächenschicht durch Kohlenstoffdiffusion in die Oberfläche von kohlenstoffarmem Stahl.

Prozessschritte

1. Aufkohlung: 880-950°C, in kohlenstoffreicher Atmosphäre (4-12 Stunden)
2. Härten: Direktes Abschrecken oder Wiedererwärmen und Abschrecken
3. Anlassen: 150-200°C, niedrig Anlassen

Geeignete Stahlsorten

• 16MnCr5: Automobilzahnräder
• 20MnCr5: Schwerlastzahnräder
• 18CrNiMo7-6: Windturbinenzahnräder

Ergebnisse

• Oberflächenhärte: 58-63 HRC
• Kernhärte: 30-45 HRC
• Einsatzhärtungstiefe: 0,5-2,0 mm (typisch)

Auswahl der richtigen Wärmebehandlung

Anforderung	Empfohlenes Verfahren
Erweichung / Bearbeitbarkeit	Weichglühen
Homogenes Gefüge	Normalisieren
Hohe Festigkeit + Zähigkeit	Vergüten (Q+T)
Harte Oberfläche + zäher Kern	Einsatzhärtung
Spannungsabbau	Spannungsarmglühen

Aktif Çelik Wärmebehandlungs-Unterstützung

Bei Aktif Çelik bieten wir unseren Kunden technische Unterstützung vor und nach der Wärmebehandlung. Wir liefern Stahlstäbe im vergüteten, normalisierten und weichgeglühten Zustand. Unser technisches Team unterstützt Sie bei der Bestimmung der geeigneten Stahlsorte und Wärmebehandlungskombination für Ihre Anwendung. Mit unserem Tool Chemische Zusammensetzung können Sie die Zusammensetzung Ihrer Stahlsorten im Detail untersuchen.