Die Vergütung des Stahls

Die Vergütung des Stahls als mehrstufiger Prozess

Die Vergütung des Stahls ist ein mehrstufiger Prozess, der darauf abzielt, die mechanischen Eigenschaften von Stahl zu verbessern, indem er härter, widerstandsfähiger gegen Verschleiß und gleichzeitig zäher gemacht wird. Die zwei Hauptphasen dieses Prozesses sind das Härten und das Anlassen bzw. die eigentliche Vergütung.

Das Härten des Stahls

Das Härten des Stahls erfolgt durch ein rasches Abkühlen. Wenn beispielsweise ein Stahl mit 0,8% Kohlenstoff verwendet wird, kann die Abkühlung und die damit verbundene Erhärtung mit Druckluft oder durch ein Öl- oder Wasserbad erfolgen. Wichtig ist hierbei eine Abkühlungsgeschwindigkeit von etwa 600°C pro Sekunde. Der Grund für die Erhärtung in diesem Prozess liegt bei den Atomen von Stahl. Der erwärmte Stahl muss auf über 723°C erwärmt und folglich schnell abgekühlt werden. Bei diesem Prozess bewegen sich die (Fe-) Atome schnell in den Gitterraum, während das dort befindliche Kohlenstoff (C-) Atom keine Zeit hat, das Gitter zu verlassen, was die Festigkeit des Stahls fördert, diesen aber auch spröder macht. Das Abkühlen durch das Eintauchen von glühendem Stahl in Wasser- oder Ölbäder wird auch als Abschrecken bezeichnet.

Die Vergütung

Die Vergütung erfolgt mit einem abschließenden Anlassen auf höhere Temperaturen von etwa 400°C bis 750°C. Durch das Anlassen kann sich ein Teil der Kohlenstoffatome aus dem Gitter wieder befreien, wodurch zwar die Härte etwas gemildert wird, jedoch die Zähigkeit wesentlich gesteigert werden kann. Je höher demnach die Anlasstemperatur, desto mehr verliert der Stahl seine Festigkeit und gewinnt gleichzeitig an Zähigkeit. Auf diese Art und Weise können verschiedene Festigkeitsstufen erreicht werden.

Bei einem hochfesten Spannstahl, Stahldraht und Band wird eine besondere Art des Vergütens angewendet, die als Patentieren bezeichnet wird. Hierbei wird für die Stahldrähte nach dem Glühen ein Beil- und Salzbad von 400°C bis 550°C verwendet, wodurch sie unterhalb der kritischen unteren Abkühlgeschwindigkeit abgeschreckt und bis zur vollständigen Umwandlung in der Perlitstufe gehalten werden, um schließlich an der Luft abgekühlt zu werden. Mit diesem Prozess wird eine hohe Zugfestigkeit bei ausreichender Zähigkeit erreicht. Die Anlasstemperatur und die Haltezeit werden im Allgemeinen so gewählt, dass sie den besten Kompromiss zwischen Härte und Zähigkeit für die jeweilige Anwendung bieten.

Vorteile und Nachteile der Vergütung

Verbesserung der mechanischen Eigenschaften: Durch die Vergütung werden sowohl die Härte als auch die Zähigkeit des Stahls erhöht, was ihn für viele Anwendungen attraktiver macht.

Erhöhte Verschleißfestigkeit: Die Oberflächenhärte und die verbesserte Struktur machen vergüteten Stahl widerstandsfähiger gegen Abnutzung und Erosion.

Vielseitige Anpassung: Durch die Kontrolle von Temperatur, Zeit und Abkühlrate im Vergütungsprozess kann die Materialleistung für eine breite Palette von Anwendungen angepasst werden.

Komplexer Prozess: Die Vergütung erfordert präzise Kontrolle und Überwachung, was den Prozess komplexer und potenziell teurer machen kann.

Mögliche Verzerrungen: Wenn der Härtungsprozess nicht sorgfältig kontrolliert wird, können Verzerrungen und Risse im Material auftreten.

Anwendung und Ausführung

Vergüteter Stahl wird in vielen Industriezweigen eingesetzt, einschließlich Automobilbau, Maschinenbau, Werkzeugherstellung und vielen anderen Bereichen, in denen eine hohe Verschleißfestigkeit und eine gute Zähigkeit erforderlich sind.

Wir empfehlen, dass Sie mit einem Schlosser über das Thema sprechen. Die Schlosser vor Ort können Sie umfassend zur Verwendung des Stahls bei Ihrem Bauobjekt beraten und dieses auch umsetzen. Wenn Sie Informationen zu den Preisen und Kosten in der Baubranche suchen, nutzen Sie unseren Baukostenrechner für eine erste und ungefähre Preiseinschätzung für Ihr Bauvorhaben.

Ihr Baucheck-Team