Wärmebehandlung
Was ist Spannungsarmglühen — und wann ist es nötig?
Spannungsarmglühen baut innere Spannungen ab, ohne das Gefüge wesentlich zu verändern. Stahl wird dazu meist auf 550 bis 650 °C erwärmt, je nach Wanddicke ein bis zwei Stunden gehalten und langsam im Ofen abgekühlt. Nötig ist es vor allem nach dem Schweißen und vor der Endbearbeitung maßkritischer Teile.
Passende Leistungen
Was im Werkstück passiert
Eigenspannungen entstehen überall dort, wo Werkstoff ungleichmäßig verformt, erwärmt oder abgekühlt wurde: beim Walzen und Ziehen, beim Gießen, beim Schweißen und beim Zerspanen. Sie halten sich im Bauteil im Gleichgewicht — solange, bis Material abgetragen wird oder Wärme hinzukommt. Dann verzieht sich das Teil.
Beim Spannungsarmglühen wird der Stahl unterhalb der Umwandlungstemperatur Ac1 erwärmt. Die Streckgrenze sinkt mit der Temperatur so weit, dass sich die Spannungen durch geringfügiges plastisches Fließen abbauen. Festigkeit, Härte und Gefüge bleiben dabei weitgehend erhalten — das unterscheidet das Verfahren vom Normalglühen oder Weichglühen. Der Begriff ist in EN 10052 definiert.
Temperatur, Haltezeit, Abkühlung
- Temperatur: für unlegierte und niedriglegierte Stähle meist 550 bis 650 °C.
- Haltezeit: als Faustregel ein bis zwei Stunden je 25 Millimeter Wanddicke, mindestens jedoch eine Stunde, damit das Bauteil vollständig durchwärmt.
- Abkühlung: langsam und gleichmäßig im Ofen, üblicherweise bis in den Bereich um 300 °C. Zu schnelles Abkühlen erzeugt neue Spannungen.
Wichtig ist die Abstimmung mit dem Werkstoffzustand: Bei vergüteten Bauteilen muss die Glühtemperatur unter der ursprünglichen Anlasstemperatur bleiben, sonst sinkt die Festigkeit. Nichtrostende und hochlegierte Stähle, Aluminium und Gusswerkstoffe verlangen jeweils eigene Parameter, weil sie in bestimmten Temperaturbereichen unerwünscht reagieren können. Verbindlich sind daher immer die Werkstoffangaben und die Vorgaben des Wärmebehandlers.
Typische Anlässe in der Fertigung
Ein Spannungsarmglühen lohnt sich, wenn Verzug teuer würde:
- nach dem Schweißen von Rahmen, Gehäusen und Schweißkonstruktionen, vor der spanenden Endbearbeitung
- bei Bauteilen mit großem Zerspanungsvolumen, aus denen viel Material herausgearbeitet wird
- bei dünnwandigen, langen oder unsymmetrischen Teilen mit engen Form- und Lagetoleranzen
- vor dem Härten, um den Härteverzug zu verringern
Die Bearbeitungsfolge lautet dann typischerweise: schruppen mit Aufmaß, spannungsarmglühen, schlichten. Das Glühen selbst ist eine Fremdleistung von Härtereien und Glühereien — Transport, Chargenbildung und Ofenzeiten gehören deshalb in die Terminplanung.
Das Wichtigste in Kürze
- Spannungsarmglühen baut Eigenspannungen ab, ohne Gefüge und Härte wesentlich zu verändern.
- Stahl wird meist bei 550 bis 650 °C geglüht und langsam im Ofen abgekühlt.
- Faustregel Haltezeit: ein bis zwei Stunden je 25 Millimeter Wanddicke.
- Bei vergüteten Teilen muss die Glühtemperatur unter der Anlasstemperatur bleiben.
Weitere Fragen dazu
Ersetzt Spannungsarmglühen das Richten?
Nein, beides hat unterschiedliche Aufgaben. Das Glühen baut vorhandene Spannungen ab, korrigiert aber keine bereits eingetretene Formabweichung. Wird gerichtet, entstehen dabei neue Eigenspannungen, sodass anschließend häufig erneut geglüht wird.
Gibt es Alternativen zum Ofenglühen?
Bei Schweißkonstruktionen ist örtliches Spannungsarmglühen mit Heizmatten oder Induktion verbreitet, wenn das Bauteil zu groß für den Ofen ist. Auch Vibrationsentspannen wird eingesetzt, wirkt aber anders und ist nicht für jeden Anwendungsfall anerkannt. Welches Verfahren zulässig ist, geben Regelwerk oder Auftraggeber vor.
Verändert das Glühen die Oberfläche?
An Luft bildet sich Zunder, blanke Flächen laufen an. Wo das stört, wird unter Schutzgas oder im Vakuum geglüht oder es bleibt Aufmaß für die Endbearbeitung stehen. Bei nichtrostenden Stählen ist zusätzlich eine Nachbehandlung durch Beizen und Passivieren üblich.
Verwandte Fragen
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