Was ist Glühen: Alles, was Sie wissen sollten

Glühen ist ein Verfahren zur Verbesserung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Bauteilen. Für das Glühen gibt es verschiedene Methoden und Arten.

Wenn Sie erfahren möchten, was Glühen ist und alles über das Verfahren wissen wollen, lesen Sie weiter.

Was ist Glühen?

Glühen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das die Duktilität und Festigkeit von Metallbauteilen verbessert. Dabei wird die Temperatur der Bauteile erhöht, wodurch sie zäh werden. Auch die inneren Spannungen der Bauteile werden abgebaut, und beim Abkühlen werden sie duktil.

Wie funktioniert das Glühen?

Das Glühverfahren wirkt auf unterschiedliche Weise und erzielt verschiedene Eigenschaften; einige davon sind folgende:

Umkehrung der Kaltverfestigung

Glühen wird eingesetzt, um die Verfestigung des Materials rückgängig zu machen, sodass Duktilität erreicht wird. Es stellt die natürlichen Eigenschaften der Metalle wieder her und ermöglicht die Wanderung von Atomen an der Metalloberfläche.

Das Verfahren hilft, die Struktur des Metalls zu korrigieren, und stellt beim Abkühlen die tatsächlichen Eigenschaften, die Härte und die Duktilität wieder her.

Verringerung der Erstarrung von Schweißnähten

Das Glühverfahren verbessert die physikalischen Eigenschaften des Bauteils im Bereich der Schweißzone. An der Stelle, an der geschweißt wird, führt die hohe Temperatur dazu, dass sie hoch genug wird, sodass sich im Bauteil Ausscheidungen bilden, die zu Sprödigkeit führen.

Durch das Glühen wird die wärmebeeinflusste Zone verfestigt und die mechanischen Eigenschaften in diesem Bereich werden wiederhergestellt.

Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit

Glühen verbessert die magnetische und elektrische Leitfähigkeit des Metallbauteils. Das Verfahren verringert die Versetzungen im Material und stellt das Kristallgitter wieder her, wodurch es leitfähiger wird.

Beseitigung von Eigenspannungen

Glühen ist ein Verfahren, bei dem die Eigenspannungen aus dem Metallbauteil entfernt werden. Das Glühverfahren ermöglicht die Wanderung von Atomen, wodurch etwaige Verformungen beseitigt werden.

Die Phasen des Glühens

Das Glühen durchläuft verschiedene Phasen; einige davon werden im Folgenden erläutert:

1. Erholungsphase

Die Erholungsphase ist die Phase, in der die Metalltemperatur erhöht wird. In dieser Phase werden die Atome im kritischen Gitter angeregt und beginnen zu wandern. Dadurch ändert sich die Lage der Atome im Metall, Spannungen werden abgebaut und die Duktilität wird wiederhergestellt.

2. Rekristallisationsphase

Die Rekristallisationsphase ist die Phase, in der die Temperatur unter den Schmelzpunkt, aber auf das Niveau der Rekristallisation eingestellt wird. Sie ordnet die Kristallstruktur des Metalls neu und hilft, eine neue Kornstruktur zu bilden. Diese Struktur ist frei von Spannungen und führt das Material zu seinen ursprünglichen Eigenschaften zurück.

3. Kornwachstumsphase

Die Kornwachstumsphase ist die Phase, in der sich neue Körner entwickeln; die Körner hängen von den Abkühlbedingungen ab.

Temperaturkontrolle beim Glühen

Das Glühverfahren erfordert eine Kontrolle der Temperatur, da diese die Kristallstruktur und ihre Eigenschaften beeinflussen kann. Einige Aspekte, die für die Temperaturkontrolle während des Verfahrens wichtig sind, sind folgende:

• Die Temperaturmessung erfolgt mit Thermoelementen, und diese Sensoren wandeln die Wärmeenergie in elektronische Signale um. Ein Steuerungssystem interpretiert diese Signale und stellt sicher, dass die Temperaturmesswerte präzise sind.
• Die Aufheizrate sollte sorgfältig kontrolliert werden, damit kein Thermoschock entsteht, der das Material beschädigen oder zum Reißen bringen kann. Daher bestimmt die spezifische Wärmekapazität des Materials die Aufheizrate.
• Sobald das Material die Glühtemperatur erreicht hat, wird es für eine bestimmte Zeit gehalten, was die Diffusion der Atome unterstützt.
• Auch die Abkühlrate ist wichtig zu analysieren, da langsames Abkühlen zu größerem Kornwachstum führt, was die Festigkeit verringert, während eine schnellere Abkühlrate die Duktilität reduziert.
• Fortschrittliche Systeme der Temperaturkontrolle können helfen, die Abkühl- und Aufheizraten zu steuern. Mithilfe der Rückmeldung von Thermoelementen können sie die Wärmeabgabe anpassen und die gewünschte Temperatur halten.

Vor- und Nachteile des Glühens

Die Vor- und Nachteile des Glühens sind wie folgt:

Vorteile

• Es stellt die Eigenschaften des Metalls wieder her, insbesondere seine Duktilität.
• Es baut alle inneren Spannungen im Metallbauteil ab.
• Verbessert die Zerspanbarkeit des Metalls.
• Der Glühprozess richtet das Kristallgitter des Metalls wieder aus und verbessert seine magnetischen Eigenschaften und seine elektrische Leitfähigkeit.
• Das Glühen steuert die Kornstruktur des Metalls, und seine physikalischen Eigenschaften werden verbessert.

Nachteile

• Der Prozess kann je nach Art des zu glühenden Materials Zeit in Anspruch nehmen. Er erfordert eine kontrollierte Erwärmung und Abkühlung, was ein zeitaufwändiges Verfahren ist.
• Die Kosten für das Glühen sind hoch, da sich die Ausrüstungs- und Arbeitskosten zu den Gesamtausgaben summieren.

Arten des Glühens

Es gibt verschiedene Arten des Glühens, und jede Art hat ihre eigenen Verfahren; einige davon sind die folgenden:

Spannungsarmglühen

Das Spannungsarmglühen hilft, die Spannungen in Schweißbauteilen oder durch Kaltumformung hergestellten Bauteilen zu reduzieren. Das Metall wird bei niedriger Temperatur erhitzt, auf derselben Temperatur gehalten und anschließend langsam abgekühlt. Es baut die Spannungen ab, ohne die Kristallstruktur des Metalls zu verändern.

Isothermisches Glühen

Beim isothermischen Glühen wird das Metall auf einen Punkt oberhalb seiner kritischen Temperatur erhitzt und bei einer Temperatur unterhalb seines oberen kritischen Punkts gehalten. Das Bauteil verbleibt bei der Abkühlungstemperatur, bis die erforderliche Umwandlung erreicht ist, was die Glühzeit verkürzt.

Diffusionsglühen

Das Diffusionsglühen stellt die Homogenität der chemischen Zusammensetzung der Legierung wieder her und erfolgt durch Beseitigung der beim Gießprozess auftretenden Seigerung. Es wird überwiegend bei Stahl eingesetzt, um die gewünschte Kornstruktur zu erzeugen.

Unvollständiges Glühen

Das unvollständige Glühen wird für übereutektoiden Stahl gewählt. Der Stahl wird auf die obere Grundtemperatur erhitzt und anschließend langsam abgekühlt. Es hilft, den kugeligen Perlit zu erreichen, und verbessert die Zerspanbarkeit.

Vollständiges Glühen

Das vollständige Glühen wird durchgeführt, wenn das Bauteil über seine obere kritische Temperatur erhitzt und anschließend langsam abgekühlt wird. Es hilft, das erforderliche Gefüge zu erreichen.

Weichglühen

Das Weichglühen zielt darauf ab, die kugelige Struktur der Legierung zu erzielen. Es verbessert die Zerspanbarkeit des Bauteils, wobei das Metall unterhalb des unteren kritischen Punkts erhitzt und dort über einen längeren Zeitraum gehalten wird.

Rekristallisationsglühen

Das Rekristallisationsglühen erzeugt neue Körner, die in der gegebenen Legierungsstruktur nicht verformt sind. Es wird überwiegend für kaltverformte Stahlbauteile gewählt, um Duktilität zu erreichen.

Wann ist Glühen erforderlich, und warum ist es wichtig?

Das Glühen macht die Auswirkungen der Kaltverfestigung rückgängig, die während des Ziehens, Biegens und der Kaltumformung auftreten kann. Ist das Material sehr hart, ist eine weitere Bearbeitung nicht möglich, da es zu Rissen kommen kann.

Wird das Material auf die Rekristallisationstemperatur erhitzt, wird es duktiler, was auch die Spannungen im Material reduziert.

Glühen im Vergleich zu anderen Wärmebehandlungsverfahren

Der folgende Abschnitt hebt die Unterschiede zwischen dem Glühen und anderen Wärmebehandlungsverfahren.

Glühen vs. Anlassen

Das Anlassen ist ein Verfahren, das nach dem Härten durchgeführt wird, um die Sprödigkeit des Metalls zu verringern. Es hilft, Zähigkeit und Härte des Metalls ins Gleichgewicht zu bringen. Das Metall wird auf eine Temperatur unterhalb des kritischen Punkts erhitzt und anschließend abgekühlt.

Das Glühen hingegen verändert die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Werkstoffe und erhöht die Duktilität.

Glühen vs. Normalglühen

Das Normalglühen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem das Material auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschließend abkühlen gelassen wird. Es kann die Bauteile haltbar und zäh machen.

Das Glühen hat im Vergleich zum Normalglühen eine schnellere Abkühlrate und erzeugt ein verfeinertes Gefüge des Bauteils.

Fazit

Die obige Anleitung hat Ihnen sicher alle relevanten Informationen über das Glühverfahren vermittelt. Wenn Sie Ihre Bauteile mit hochwertiger Verarbeitung glühen lassen möchten, können Sie uns unter folgender Adresse kontaktieren: DEK. Unser geschultes und erfahrenes Team betreut den gesamten Prozess.

FAQs

Kann das Glühen bei Legierungen eingesetzt werden?

Legierungen können durch Vollglühen oder Teilglühen geglüht werden.

Welche Materialien können geglüht werden?

Verschiedene Materialien können geglüht werden, wie Gusseisen, Messing, Stahl, Kupfer und sogar Aluminium.

Wer hat das Glühen entdeckt?

Das Glühen wurde etwa im 12. Jahrhundert im Mittelalter entdeckt.

Wie lange dauert das Glühen?

Der Glühprozess ist umfassend und dauert etwa zwei Tage.