Was ist Normalglühen – Vorteile, Prozessschritte
Normalglühen (auch Normalisieren) ist ein Wärmebehandlungsverfahren. Es wird verwendet, um Metalle, wie z. B. Stahl, duktiler und zäher zu machen. Thermische und mechanische Härtungsprozesse verringern die Zähigkeit und erhöhen die Härte von Stahlerzeugnissen. Daher kann durch Normalglühen das Mikrogefüge in eine duktilere Struktur umgeformt werden. Dadurch wird die Eigenspannung des Werkstücks verringert. Außerdem wird der Stahl durch das Normalisieren formbarer und besser bearbeitbar.
Beim Normalglühen wird der Stahl auf eine bestimmte Temperatur erhitzt. Anschließend wird das Metall mit Luft auf Raumtemperatur abgekühlt. Dieses Verfahren führt zu einer Neubildung des Gefüges des Stahls, was zu einer geringeren Härte und einer höheren Duktilität führt.
Was sind die Vorteile des Normalglühens?
Im Vergleich zum Glühen ist das Normalglühen weniger kostspielig. Daher ist dieses Verfahren eines der am häufigsten angewandten Prozesse zur Industrialisierung von Metallen.
Zudem werden durch das Normalisieren im Gegensatz zum Glühen härtere und festere Metalle erzeugt. Daher wird es für warmgewalzte Produkte wie Stabstahl, Eisenbahnräder und geschmiedete Stahlerzeugnisse verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen Normalisieren und Glühen?
Normalglühen und Glühen sind beides Wärmebehandlungsverfahren, die die Eigenschaften des behandelten Materials verändern. Bei beiden Verfahren werden Stahl und andere Metalle auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, die bei oder über der Rekristallisationstemperatur liegt. Anschließend lässt man das Metall langsam abkühlen.
Der Abkühlungsprozess ist der Unterschied zwischen beiden Wärmebehandlungsverfahren. Während das Metall beim Glühen in einem Ofen mit kontrollierter Geschwindigkeit abgekühlt wird, kann das Material beim Normalisieren bei Raumtemperatur abgekühlt werden. In der Regel wird das Material dazu einfach an der Luft abgekühlt.
Aufgrund der unterschiedlichen Methoden kühlt das Metall beim Normalglühen schneller ab. Dies führt in der Regel zu einem weniger dehnbaren und härteren Material im Vergleich zum Glühen. Aufgrund der verkürzten Zeit im Ofen ist das Normalisieren kostengünstiger als das Glühen.
Der Normalisierungsprozess
Das Normalglühen besteht aus den folgenden drei Hauptstufen:
Stufe 1: Erholung
In dieser Phase wird die Temperatur des Materials deutlich erhöht. In der Regel werden dafür ein Ofen oder andere Wärmequellen verwendet. Dadurch werden die inneren Spannungen des Werkstoffs verringert.
Stufe 2: Rekristallisation
In der zweiten Stufe wird das Metall auf eine Temperatur zwischen der Rekristallisations- und der Schmelztemperatur erhitzt. Dadurch bilden sich neue Körner, die nicht von den bereits vorhandenen Spannungen betroffen sind.
Stufe 3: Kornwachstum
In der letzten Stufe entwickeln sich die neuen Körner vollständig. Der Abkühlungsprozess führt zu einem Werkstoff, der einerseits weniger hart, andererseits duktiler ist.
Anwendung des Normalisierens
Das Normalglühen ist eines der am häufigsten angewandten industriellen Verfahren. Daher wird es in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. Hier sind einige Beispiele:
Autoindustrie: Typischerweise werden ferritische Edelstahl-Stanzteile für den Einsatz in der Automobilindustrie normalisiert, um die Härte zu verringern, die während des Umformprozesses entsteht.
Nuklearindustrie: In der Nuklearindustrie werden Nickelbasislegierungen häufig normalisiert, weil sich das thermische Gefüge verändert. Diese Veränderungen treten in der Regel während des Schweißvorgangs auf.
Kaltverfestigung: Normalisieren wird verwendet, um Kohlenstoffstahl nach dem Kaltwalzen weniger spröde zu machen.
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