Stahl und andere Metalle waren ein Segen für die Technik. Die Ingenieure wiederum haben gelernt, wie man viele Metalle verbessern und ihre Eigenschaften an die jeweilige Aufgabe anpassen kann. Hier sind einige der Wärmebehandlungsverfahren, auf die sich Metallverarbeiter verlassen, um sicherzustellen, dass die von ihnen hergestellten Metalle die vom Kunden gewünschten Eigenschaften haben.
Glühen. Erhitzen und langsames Abkühlen von Metall (in der Regel Stahl), um Spannungen zu beseitigen, das Metall weicher zu machen, das Gefüge zu verfeinern oder seine Duktilität zu verändern.
Kohlenstoffbehandlung. Hinzufügen von Kohlenstoff zur Oberfläche von Eisenlegierungen durch Erhitzen des Metalls unter seinen Schmelzpunkt (in der Regel zwischen 1.560 und 1.740°F) und Kontakt mit kohlenstoffreichen Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen. Dies erhöht die Festigkeit des Metalls und macht die Oberfläche härter und abriebfester, verringert aber auch die Zähigkeit des Metalls. Das Aufkohlen wird in der Regel an fertigen Teilen vorgenommen.
Einsatzhärten. Hierbei wird die Oberfläche einer Eisenlegierung gehärtet, indem sie zunächst aufgekohlt und dann abgeschreckt wird, um den Prozess zu fixieren, so dass der Kern relativ weich ist. Das Teil besteht also aus einer gehärteten Hülle um einen weichen Kern.
Cyanidhärten. Hierbei handelt es sich um eine Variante des Einsatzhärtens, bei der die Metalloberfläche mit geschmolzenem Zyanidsalz in Kontakt gebracht wird. Das Teil wird dann abgeschreckt.
Entkohlung. Hierbei wird der Kohlenstoff von der Stahloberfläche entfernt, entweder durch Wärmezufuhr oder durch den normalen Alterungsprozess der Oxidation.
Ziehen (Anlassen). Das Metall wird nach dem Härten wieder erwärmt, dann auf einer bestimmten Temperatur gehalten und schließlich abgeschreckt. Dieses Verfahren verringert die Härte und erhöht die Zähigkeit.
Nitrieren. Dies ist ein Härteverfahren, bei dem der Metalloberfläche durch Kontakt mit Ammoniakgas Stickstoff zugeführt wird. Es bewirkt eine Einsatzhärtung ohne Abschreckung.
Ausscheidungshärten. Hierbei handelt es sich um ein Härteverfahren (auch Aushärtung genannt), bei dem bestimmte Metalle ohne Abschrecken bei erhöhten Temperaturen gehalten werden. Das Verfahren erhöht die Streckgrenze von verformbaren Werkstoffen, einschließlich der meisten Konstruktionslegierungen aus Aluminium, Magnesium, Nickel, Titan und einigen nichtrostenden Stählen. Bei Superlegierungen kann es die Hochtemperaturfestigkeit verbessern.
Abschrecken. Stahl wird durch Eintauchen in Öl oder Wasser schnell abgekühlt, wodurch seine Struktur in einem gehärteten Zustand fixiert wird.
Sphereoidisieren (Glühen). Darunter versteht man ein Verfahren zum Erhitzen und Abkühlen von Stahl mit dem Ziel, den Anteil an rundem oder kugelförmigem Karbid im Metall zu erhöhen. Es macht den Stahl weicher und verbessert seine Duktilität.
Kaltumformung. Es handelt sich zwar nicht um ein Wärmebehandlungsverfahren, aber es wird verwendet, um die Eigenschaften eines Metalls zu verändern. Dies geschieht durch Verformung des Metalls bei Raumtemperatur, ohne dass es bricht. Dadurch wird die Form verändert und das Metall erhält mehr Zugfestigkeit und eine bessere Bearbeitbarkeit.
David Zimmermann ist Präsident von Pivot Point Inc. in Hustiford, Wisconsin.
