Edelstahl glühen – Temperaturen und Farben

Das Glühen von Stahl ist ein wichtiger Vorgang, um zum Beispiel Edelstahl zu bearbeiten oder zu formen. Wir zeigen Ihnen, welche Temperaturen Edelstahl aushält und ab wann das Material flüssig wird.
 

Was bedeutet Glühen beim Stahl?

Als „Glühen“ wird in der Stahlherstellung und -forschung ein Vorgang bezeichnet, bei welchem das Metall großer Hitze ausgesetzt wird. Durch das Glühen verändern sich die mechanischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften des Werkstoffs. Dadurch wird zum Beispiel Edelstahl weicher und kann einfacher verformt und verarbeitet werden. 

Beim Glühen werden die Atome im Kristallgitter des Edelstahls neu geordnet. Die Temperatur wird beim Glühvorgang gehalten, damit sich die Atome im Edelstahlwerkstück nicht rekristallisieren bzw. das Material nicht wieder hart wird. 

Nach dem Glühen von Stahl lässt man das Material wieder abkühlen, damit sich die Kristallgitter wieder verfestigen. Abhängig von der Legierung sind unterschiedliche Temperaturen für das Glühen erforderlich. Darüber hinaus können für das Bearbeiten des Stahlwerkstücks mehrere Glühvorgänge erforderlich sein. Ebenso haben Stahlbauer die Möglichkeit, durch unterschiedlich schnelles Erwärmen oder Abkühlen Einfluss auf die Struktur des Metallgefüges zu nehmen.

Das Glühen lässt sich in drei Phasen einteilen:
  1. Anwärmen
  2. Halten
  3. Abkühlen
Neben Stählen können auch weitere Metalle geglüht werden, zum Beispiel Messing oder Kupfer. Sie können nach dem Glühen mit Wasser heruntergekühlt werden. Bei Edelstahl hingegen ist es wichtig, dass der Abkühlungsvorgang schrittweise erfolgt, damit die Struktur im Inneren keinen Schaden nimmt. 
Allgemein wird das Glühen in der DIN 8580 als Fertigungsverfahren genormt.
 

Warum wird Stahl geglüht?


Die Wärmebehandlung von Edelstahl kann für unterschiedliche Zwecke genutzt werden:
 
  • Vorbereitung für die Kaltumformung: Um Spannungsrisse und die damit verbundene Korrosionsgefahr zu vermeiden, werden Edelstahlelemente geglüht. Durch das Glühen verringert sich die Materialhärte und das Material wird „duktiler“ (dehnbarer, leichter verformbar).
  • Verringerung der Eigenspannung: Wenn Stahl geglüht wird, kann die Eigenspannung durch die konstante Hitzeeinwirkung reduziert werden. Die Eigenschaften des Werkstoffs bleiben auch nach der Behandlung erhalten.
  • Vorbereitung für die maschinelle Bearbeitung: Stahlbauteile lassen sich in weicherem Zustand besser verarbeiten. Deshalb wird Stahl meist geglüht, bevor er von einer Maschine in der Produktion weiterverarbeitet wird.
 

Varianten des Glühens bei Stahl

Bei der Stahlherstellung und -verarbeitung kommen unterschiedliche Glühverfahren zum Einsatz:
 
  • Kontiglühe: In diesem Fall wird ein Stahlband bei Temperaturen bis zu 1.000°C durch einen mehrere hundert Meter langen Ofen geführt. Auf diese Weise wird u.a. Elektroblech hergestellt.
  • Haubenglühen: Hier werden Stahlelemente in einen geschlossenen Ofen geschoben. Der Glühvorgang kann mehrere Tage benötigen.
  • Weichglühen: Durch das Weichglühen kann Zementit oder Perlit aus dem Stahl entfernt werden. Der Stahl wird dann weicher und kann einfacher verformt werden. Die Temperatur liegt dabei zwischen 650 und 750°C. Der Stahl verfärbt sich dann braun- bis kirschrot.
  • Spannungsarmglühen: In diesem Fall wird der Stahl Temperaturen von 480 bis 680°C ausgesetzt, um die Eigenspannung zu reduzieren, ohne die Materialeigenschaften zu verändern.
  • Normalglühen: Beim Normalisieren soll der Stahl bei Temperaturen zwischen 800 und 950°C ein feinkörniges Gefüge erhalten. Der Stahl kann dann gelb werden.
  • Grobkornglühen: Bei 950 bis 1.200°C sollen sich die Kristallite im Werkstoff vergrößern. Der Stahl wird dadurch weniger zäh und fest, wodurch sich die Zerspanbarkeit erhöht. Das Material lässt sich dann einfacher bohren, fräsen oder drehen. Wird der Stahl auf 1.200°C erwärmt, ist er mattweißglühend.
  • Rekristallisationsglühen: Bei 550 bis 700°C soll die Kristallitform erzeugt werden, die das Material vor der Kaltumformung hatte.
  • Diffusionsglühen: Bis zu 50 Stunden lang wird der Edelstahl beim Diffusionsglühen Temperaturen bis zu 1.300°C ausgesetzt. Auf diese Weise soll das Gefüge homogener werden. Durch die gesteigerte Homogenität in den Kristallen wird der Stahl korrosionsbeständiger.
  • Wasserstoffarmglühen: Durch die Erwärmung des Stahls auf 200 bis 300°C über mehrere Stunden können Wasserstoffatome aus dem Gefüge entweichen. Das Material wird dadurch weniger spröde.
(Quelle zu Farben beim Glühen von Stahl: http://www.voegelinag.ch/DE/doc/Gluehfarben_und_Temperaturen_Stahl.pdf)


Die Glühtemperaturen liegen bei Edelstahl deutlich unter dem Schmelzpunkt. Er liegt bei ca. 1.500°C, kann aber je nach Legierung deutlich höher liegen. Um Edelstahl in flüssiger Form zu verarbeiten, werden Temperaturen von bis zu 1.800°C eingesetzt. Damit ist Edelstahl deutlich robuster als Kupfer oder Zink. Kupfer schmilzt bereits bei 1.083, Zink bei 419°C. Molybdän, ein Legierungselement im Edelstahl, schmilzt erst ab einer Temperatur von 2.625°C.
 

Glühen als wichtige Voraussetzung für Stahlbearbeitung und Anpassung der Eigenschaften

Wie Sie gesehen haben, ist das Glühen von Stahl ein wichtiger Vorgang, um die Materialeigenschaften zu beeinflussen oder das Material optimal verarbeiten zu können. So ist Glühen zum Beispiel auch wichtig, wenn Sie Edelstahl biegen wollen.