Das Glühen in der Metallurgie und in den Materialwissenschaften ist eine Wärmebehandlung, die die physikalischen Eigenschaften (und manchmal auch) verändert chemische Eigenschaften) eines Materials zur Erhöhung seiner Duktilität (Formbarkeit ohne Bruch) und Verringerung seiner Härte.
Beim Tempern wandern Atome im Kristallgitter und die Anzahl der Versetzungen nimmt ab, was zu einer Änderung der Duktilität und Härte führt. Dieser Prozess macht es praktikabler. In wissenschaftlicher Hinsicht wird das Tempern verwendet, um ein Metall näher an seinen Gleichgewichtszustand zu bringen (wo im Metall keine Spannungen gegeneinander wirken).
Glühen verursacht einen Phasenwechsel
In seinem erhitzten, weichen Zustand ermöglicht die gleichmäßige Mikrostruktur des Metalls eine ausgezeichnete Duktilität und Verarbeitbarkeit. Um ein vollständiges Tempern in Eisenmetallen durchzuführen, muss das Material über seine obere kritische Temperatur erhitzt werden lang genug, um die Mikrostruktur vollständig in Austenit umzuwandeln (eine Form von Eisen mit höherer Temperatur, die mehr absorbieren kann Kohlenstoff).
Das Metall muss dann langsam abgekühlt werden, normalerweise durch Abkühlen im Ofen, um eine maximale Ferrit- und Perlitphasenumwandlung zu ermöglichen.
Glühen und Kaltumformen
Das Tempern wird üblicherweise zum Erweichen von Metall verwendet Kaltes Arbeiten, verbessern die Bearbeitbarkeit und verbessern die elektrische Leitfähigkeit. Eine der Hauptanwendungen des Glühens ist die Wiederherstellung der Duktilität in Metall.
Während der Kaltumformung kann das Metall so hart werden, dass weitere Arbeiten zu Rissen führen. Durch vorheriges Tempern des Metalls kann eine Kaltumformung ohne Bruchgefahr erfolgen. Dies liegt daran, dass beim Tempern mechanische Spannungen freigesetzt werden, die beim Bearbeiten oder Schleifen entstehen.
Der Glühprozess
Für den Glühprozess werden große Öfen verwendet. Das Innere des Ofens muss groß genug sein, damit Luft um das Metallstück zirkulieren kann. Bei großen Stücken werden gasbefeuerte Förderöfen verwendet, während bei kleineren Metallstücken Wagenbodenöfen praktischer sind. Während des Glühprozesses wird das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, bei der eine Rekristallisation auftreten kann.
In diesem Stadium können alle durch Verformung des Metalls verursachten Defekte repariert werden. Das Metall wird für einen festgelegten Zeitraum auf der Temperatur gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Abkühlungsprozess muss sehr langsam erfolgen, um eine verfeinerte Mikrostruktur zu erzeugen.
Dies geschieht, um die Weichheit zu maximieren, normalerweise durch Eintauchen des heißen Materials in Sand, Asche oder eine andere Substanz mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Alternativ kann dies durch Ausschalten des Ofens und Abkühlenlassen des Metalls mit dem Ofen erfolgen.
Behandlung von Messing, Silber und Cooper
Andere Metalle wie Messing, Silber und Kupfer können nach demselben Verfahren vollständig geglüht werden, können jedoch schnell abgekühlt werden, selbst Wasser gelöscht, um den Zyklus zu beenden. In diesen Fällen wird der Prozess durchgeführt, indem das Material eine Weile erhitzt wird (im Allgemeinen bis es glüht) und dann langsam in ruhender Luft auf Raumtemperatur abkühlen gelassen wird.
Auf diese Weise wird das Metall erweicht und für weitere Arbeiten wie Formen, Stanzen oder Formen vorbereitet. Andere Formen des Glühens umfassen das Prozessglühen, Normalisierungund Spannungsentlastungsglühen.