Was ist Wärmebehandlung?
Das Ändern der physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften eines Metalls durch kontrolliertes Erhitzen und Abkühlen wird als Wärmebehandlung bezeichnet. Es ist ein Verfahren, das angewendet wird, um die Herstellbarkeit eines Produkts zu verbessern oder wiederherzustellen. Wärmebehandlungen werden am häufigsten in der Metallurgie, Herstellung, Warmumformung und beim Schweißen angewendet.
Die Wärmebehandlung kann auf Rohmaterialien wie das Metall selbst oder auf Fertigprodukte angewendet werden. Die Methode beinhaltet das Erhitzen von Materialien auf strenge Temperaturen, um die innere Spannung zu erhöhen. Anschließend wird bei extrem niedriger Temperatur abgekühlt, was auch als Abschrecken bezeichnet wird. Dies stärkt die innere Gitterstruktur. Es bringt auch feine Körner hervor, die eine erhöhte Zugfestigkeit aufweisen.
Eine Wärmebehandlung wird üblicherweise durchgeführt, um ein Produkt zu erweichen, zu härten und wesentlich zu modifizieren. Das Erweichen verringert die Härte eines Materials und verbessert gleichzeitig die Duktilität und Beständigkeit. Es bringt Zähigkeit hervor und verbessert auch die Korngröße. Dies wird üblicherweise als Tempern oder Normalisieren bezeichnet. Typischerweise wird es durchgeführt, um die Duktilität wiederherzustellen und die Metallspannungen in einem Material zu lockern. Spätere Techniken umfassen das Tempern und Abschrecken, wodurch die Materialien zäher werden und schnell abkühlen.
Das Härten wird meistens bei Stahl durchgeführt, um die Abnutzungseigenschaften und die Wirksamkeit zu erhöhen. Es ist ein ausreichender Kohlenstoff- und Legierungsgehalt erforderlich, um den Härtungsprozess durchzuführen. Wenn es in ausreichenden Mengen vorhanden ist, wird der Stahl direkt gehärtet. Bei unzureichendem Kohlenstoffgehalt kann jedoch eine Methode zur Kohlenstoffanreicherung angewendet werden, die das Kohlenstoffverhältnis in Kohlenstoffstahlkomponenten erhöht.
Selektives Härten ist eine Variation des Härtungsprozesses, bei dem verschiedene Bereiche unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind. Es ist auch als Differentialhärten bekannt. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Instrumenten wie Schwertern, Messern und Zangen verwendet. Bei der Materialmodifikation handelt es sich um eine Wärmebehandlungsmethode, mit der die Verhaltenseigenschaften eines Materials geändert werden. Meistens auf Stahl aufgetragen, wird es verwendet, um Alterung und Lebensdauer sowie Festigkeit und Zuverlässigkeit zu verbessern.
Wärmebehandlung wird am häufigsten bei großen Bauteilen aus Kohlenstoffstahl angewendet. Stahl reagiert aufgrund seiner extremen Handhabbarkeit gut auf Wärmebehandlungen und steigert die wirtschaftliche Effizienz nach der Anwendung einer Wärmebehandlung. Dies macht die Wärmebehandlung von Stahl zu einem weit verbreiteten Verfahren in der metallurgischen Industrie. Neben Stahl ist Aluminium ein weiteres Metall, auf das eine umfassende Wärmebehandlung angewendet wird. Anders als bei Stahl erfolgt die Wärmebehandlung von Aluminium in speziell entwickelten Öfen unter extrem kontrollierten thermischen Bedingungen.