Glühen in der Metallurgie und Materialwissenschaft ist eine Wärmebehandlung , die die physikalischen und manchmal chemischen Eigenschaften eines Materials verändert, um seine Duktilität zu erhöhen und seine Härte zu verringern. Beim Tempern wandern Atome im Kristallgitter und die Anzahl der Versetzungen nimmt ab, was zu einer Änderung der Duktilität und Härte führt. Dieser Prozess macht es praktikabler. In wissenschaftlichen Begriffen wird Glühen verwendet, um ein Metall seinem Gleichgewichtszustand näher zu bringen.
In seinem erwärmten, weichen Zustand ermöglicht die gleichförmige Mikrostruktur eines Metalls eine ausgezeichnete Duktilität und Bearbeitbarkeit. Um ein Vollglühen in Eisenmetallen durchzuführen, muss das Material lange genug über seine obere kritische Temperatur erwärmt werden, um die Mikrostruktur vollständig in Austenit umzuwandeln.
Das Metall muß dann langsam abgekühlt werden, üblicherweise indem es im Ofen abkühlen gelassen wird, um eine maximale Ferrit- und Perlitphasenumwandlung zu ermöglichen.
Was sind die Ergebnisse von Annealing?
Glühen wird üblicherweise verwendet, um:
- Erweichen Sie ein Metall für die Kaltbearbeitung
- Verbessern Sie die maschinelle Bearbeitbarkeit
- Erhöhen Sie die elektrische Leitfähigkeit
Glühen und Kaltbearbeitung
Eine der Hauptanwendungen von Glühen ist die Wiederherstellung der Duktilität. Während der Kaltbearbeitung kann das Metall bis zu einem Grad gehärtet werden, bei dem mehr Arbeit zu einer Rißbildung führt. Durch vorheriges Glühen des Metalls kann eine Kaltbearbeitung ohne die Gefahr einer Rissbildung stattfinden. Denn das Glühen löst mechanische Spannungen, die bei der Bearbeitung oder beim Schleifen entstehen.
Der Glühprozess
Für das Glühverfahren werden große Öfen verwendet. Das Innere des Ofens muss groß genug sein, damit Luft um das Metallstück zirkulieren kann. Bei großen Stücken werden gasbefeuerte Förderöfen verwendet, während bei kleineren Metallteilen Öfen für den Autounterboden praktikabler sind. Während des Glühprozesses wird das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, bei der eine Rekristallisation auftreten kann.
In diesem Stadium können alle Defekte, die durch die Verformung des Metalls verursacht werden, repariert werden. Das Metall wird für eine festgelegte Zeit auf der At-Temperatur gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Kühlprozess muss sehr langsam durchgeführt werden, um eine verfeinerte Mikrostruktur zu erzeugen. Dies geschieht, um die Weichheit zu maximieren, und wird oft durchgeführt, indem das heiße Material in Sand, Asche oder eine andere Substanz mit geringer Wärmeleitfähigkeit getaucht wird. Alternativ kann dies durch Abschalten des Ofens und Abkühlen des Metalls mit dem Ofen erfolgen.
Behandeln von Messing, Silber und Cooper
Andere Metalle wie Messing , Silber und Kupfer können nach dem gleichen Verfahren vollständig geglüht werden, können aber schnell abgekühlt werden, sogar mit Wasser abgeschreckt werden , um den Zyklus zu beenden. In diesen Fällen wird der Prozess durch Erwärmen des Materials (im Allgemeinen bis zum Glühen) für eine Weile durchgeführt und dann wird es langsam in ruhender Luft auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Kupfer, Silber und Messing können langsam in Luft abgekühlt werden oder schnell durch Abschrecken in Wasser, wie Eisenmetalle, wie Stahl, der langsam gekühlt werden muss, um zu tempern. Auf diese Weise wird das Metall erweicht und für weitere Arbeiten vorbereitet, wie zum Beispiel Formen, Stanzen oder Formen.
Andere Formen des Temperns umfassen Prozessglühen, Normalisierung und Spannungsarmglühen.