Die Veredelung von Stahl – mit Wärmebehandlung zu den gewünschten Eigenschaften von Stahl

Stahl ist eines der ältesten Rohstoffe der Welt – mit über 1500 Jahren Verwendungsdauer ist kaum ein Rohstoff anhaltend so populär wie das Endprodukt von Eisenerz. Über die Jahrhunderte diente der Stahl vielen Zwecken, in der mittelalterlichen und antiken Rüstungsindustrie genauso wie zum Beispiel beim Bau des Eiffelturms, von den ersten Wolkenkratzern oder dem Aufbau der Eisenbahnnetze in Europa. Stahl spielte immer eine elementare Rolle. Ebenso wie die Verwendungszwecke immer vielfacher wurden, wuchsen auch die Anforderungen an das Metall: So sollte es je nach gewünschtem Einsatzgebiet bestimmte Eigenschaften aufweisen, zum Beispiel besondere Härte beim Herstellen eines Schwertes. So kam es zur Entwicklung von Techniken, um Stahl den Anforderungen seines Zweckes anzupassen. Dies funktioniert am besten mit Hitze, ein Verfahren das Wärmebehandlung genannt wird.

Ziele der Wärmebehandlung

Wärmebehandlungen werden mit der Absicht durchgeführt, den Verwendungszwecks des Endproduktes, das aus Stahl besteht, den technischen Anforderungen entsprechende Eigenschaften zu geben. Die Wärmebehandlung ändert Eigenschaften des Materials, wie etwa Härte, Zähigkeit, Verzug, Plastizität bis hin zu teilweise Elastizität. Beispielsweise muss der Stahl für die Verwendung für den Bau einer Brücke andere Eigenschaften vorweisen, als zum Beispiel Stahlteile für den Bau eines LKWs. Somit benötigt es unterschiedlicher Verfahren und Wärmebehandlungen. Gleichzeitig ist zu betonen, dass Stahl durch Spezialisierung für einen bestimmten Zweck auch so für andere Gebiete ungeeigneter wird. Zum Beispiel ist gehärteter Stahl verschleissfester, allerdings auch tendenziell spröder als nicht wärmebehandelter Stahl.

Verschiedene Verfahren

Eine Wärmebehandlung besteht grundsätzlich immer aus drei Phasen: Die Phase des Aufheizen, wo der Stahl auf die optimale Temperatur gebracht wird, um ihn gewünscht zu verändern. Die zweite Phase ist die des Haltens der Temperatur, der Zeitabschnitt indem die Molekularstruktur des Stahls je nach Wunsch verändert wird und der Stahl in die gewünschte Form gebracht wird. Die letzte Phase ist die Abkühlung, die je nach Schnelligkeit und anderen Faktoren die Molekularstruktur während des erhitzten Zustands erhält, oder noch einmal verändert.

Es existieren viele verschiedene Wärmebehandlungen, die teilweise sehr komplexe Technik voraussetzen, während andere bereits mit heisser Glut und Wasser durchgeführt werden kann (zum Beispiel Abschrecken). Durch die Wärmebehandlung Vergüten erreicht man zum Beispiel eine höhere Härte bei gleich bleibender Festigkeit durch rasches Aufheizen des Stahls. Eine andere, uralte Form der Wärmebehandlung ist das Abschrecken – das rasche Abkühlen von heissem Metall, mit dem Zweck die Gitterstruktur erkaltet genauso zu erhalten, wie sie auch im glühenden Zustand vorhanden war. Eine andere Methode, um Stahl zu härten ist das Nitrieren. Hier wird dem Stahl Stickstoff hinzugefügt, um seine Molekularstruktur zu verändern und seine Form härter zu machen (umgangssprachlich auch Aufsticken genannt).

Spezialisierte Firmen

Härtetechnik und Wärmebehandlung im Allgemeinen sind Spezialbereiche, die enormes Fachwissen und technische Kompetenz erfordern. Hier bietet sich beispielsweise das Unternehmen Härtetechnik Hagen an, eine Firma, die bereits seit 45 Jahren am Markt ist und Wärmebehandlungen verschiedenster Art anbietet. So zum Beispiel Nitrieren, Abschrecken, Glühen, Vergüten und viele andere Behandlungsformen von Stahl mit Wärme.

Wärmebehandlung ist eines der komplexesten und weitreichendsten Gebiete der Stahlbearbeitung. Durch die verschiedenen Prozesse und Verfahren kann Stahl auf die unterschiedlichste Art und Weise verändert werden, und optimal an den eigentlichen Zweck angepasst werden, vorausgesetzt ist natürlich die notwendige technische Ausstattung und fachspezifisches Expertenwissen.

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