Glühen ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem geschmiedeter Rundstahl auf eine bestimmte Temperatur – typischerweise unterhalb seiner kritischen Temperatur – erhitzt und dann langsam abgekühlt wird, normalerweise in einem Ofen. Der Hauptzweck des Glühens besteht darin, den Stahl weicher zu machen, um ihn für nachfolgende Bearbeitungs- oder Umformvorgänge besser bearbeitbar zu machen. Beim Glühen werden die beim Schmieden entstehenden inneren Spannungen abgebaut und die Kornstruktur des Stahls verfeinert. Dieser Prozess führt zu einer verringerten Härte und einer erhöhten Duktilität und verbessert die Fähigkeit des Stahls, sich plastisch zu verformen, ohne zu brechen. Darüber hinaus verbessert das Glühen die Gleichmäßigkeit der Mikrostruktur des Stahls, was zu einer vorhersehbareren und gleichmäßigeren Leistung bei seiner endgültigen Anwendung beiträgt.
Das Abschrecken ist ein kritischer Wärmebehandlungsprozess, bei dem geschmiedeter Rundstahl auf eine hohe Temperatur, typischerweise über seiner kritischen Temperatur, erhitzt und dann in einem Abschreckmedium wie Wasser, Öl oder Polymerlösungen schnell abgekühlt wird. Die schnelle Abkühlung wandelt die Mikrostruktur des Stahls um, normalerweise in Martensit, eine harte und spröde Phase, die durch eine nadelartige Struktur gekennzeichnet ist. Durch diese Umwandlung werden die Härte und Zugfestigkeit des Stahls deutlich erhöht. Allerdings führt das Abschrecken aufgrund der unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten innerhalb des Stahls auch zu erheblichen inneren Spannungen, die bei unsachgemäßer Handhabung zu Verformungen oder Rissen führen können. Die Wahl des Abschreckmediums und die Abkühlgeschwindigkeit sind entscheidende Faktoren, um das gewünschte Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit zu erreichen.
Nach dem Abschrecken wird ein Anlassen durchgeführt, um die durch die martensitische Umwandlung verursachte Sprödigkeit zu mildern. Bei diesem Verfahren wird der abgeschreckte Stahl erneut auf eine Temperatur unterhalb seiner kritischen Temperatur erhitzt und für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur gehalten, bevor er auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Die Tempertemperatur und -dauer werden sorgfältig kontrolliert, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen. Durch das Anlassen wird die Härte des Stahls geringfügig verringert und gleichzeitig seine Zähigkeit erheblich verbessert, sodass der Stahl weniger anfällig für Risse bei Stößen oder Belastungen ist. Durch den Prozess werden auch einige der beim Abschrecken entstehenden inneren Spannungen abgebaut, wodurch die Mikrostruktur des Stahls stabilisiert und seine Dimensionsstabilität verbessert wird.
Beim Normalisieren wird der geschmiedete Rundstahl auf eine Temperatur leicht über seiner kritischen Temperatur (typischerweise 850 °C bis 950 °C) erhitzt und anschließend an der Luft abgekühlt. Ziel dieses Prozesses ist es, die Kornstruktur des Stahls zu verfeinern, seine Gleichmäßigkeit zu verbessern und mechanische Eigenschaften wie Festigkeit und Zähigkeit zu verbessern. Im Gegensatz zum Abschrecken erzeugt das Normalisieren keine extreme Härte, sondern sorgt für eine gleichmäßigere und ausgewogenere Mikrostruktur, wodurch es für Anwendungen geeignet ist, bei denen eine Kombination aus Festigkeit und Duktilität erforderlich ist.
Für Anwendungen, die eine harte, verschleißfeste Oberfläche bei gleichzeitiger Beibehaltung eines zähen Kerns erfordern, werden Einsatzhärtetechniken wie Aufkohlen, Nitrieren oder Karbonitrieren eingesetzt. Bei diesen Verfahren wird Kohlenstoff oder Stickstoff in die Oberflächenschicht des geschmiedeten Rundstahls diffundiert, um die Oberflächenhärte zu erhöhen. Beim Aufkohlen beispielsweise wird der Stahl in einer kohlenstoffreichen Umgebung erhitzt, während beim Nitrieren Stickstoff eingeführt wird. Die Oberflächenhärtung verbessert die Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit, während der Kern relativ weicher und duktiler bleibt, was eine gute Kombination von Leistungsmerkmalen bietet.
Geschmiedeter Schaft aus legiertem Stahl
