Geglühter rostfreier Stahl | Prinzip, Leistung, Anwendung und vergleichende Analyse

Wir möchten die Grundsätze und Schritte des Glühprozesses bei Edelstahl und dessen Einfluss auf die Materialeigenschaften im Detail untersuchen, die Anwendung von geglühtem Edelstahl in verschiedenen Bereichen analysieren, die Unterschiede zwischen Glüh- und Anlassbehandlung vergleichen und die Glüheigenschaften verschiedener Edelstahlsorten erklären, um Ihnen die Auswahl, Verarbeitung und Lagerung von Edelstahlmaterialien zu erleichtern.

Was ist geglühter Edelstahl?

Geglühter Edelstahl ist Edelstahl, der durch einen Glühprozess behandelt wurde, um bestimmte Eigenschaften zu erhalten. Beim Glühen handelt es sich um eine Wärmebehandlung, bei der der Stahl auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschließend langsam abgekühlt wird, um innere Spannungen abzubauen, die Duktilität zu erhöhen und das Material weicher zu machen. Daher ist geglühter Edelstahl besser bearbeitbar, formbar und korrosionsbeständig als unbehandelter Stahl.

Was ist Glühen?

Glühen ist eine Wärmebehandlung, die Materialien weicher macht, sie dehnbarer und leichter zu verarbeiten macht. Dabei wird erhitzt, gehalten und langsam abgekühlt, um die Struktur des Materials zu verbessern und innere Spannungen abzubauen. Dieses Verfahren wird für Metalle wie Stahl, Kupfer und Messing sowie für Glas und Kunststoffe verwendet.

Was ist der Zweck des Glühens von Edelstahl?

1. Beseitigen Sie inneren Stress

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Edelstahl, beispielsweise beim Gießen, Schmieden, Schweißen, Kaltverformen usw., entstehen unterschiedliche Grade innerer Spannungen. Wenn diese inneren Spannungen nicht rechtzeitig beseitigt werden, verformt sich das Material während des Gebrauchs und es entstehen Risse. Eine Glühbehandlung löst innere Spannungen durch gleichmäßiges Erhitzen und langsames Abkühlen und verbessert dadurch die Maßstabilität und Lebensdauer des Materials.

2. Organisation und Leistung stabilisieren

Durch das Glühen kann die Kristallstruktur im Inneren von Edelstahl neu angeordnet werden und eine gleichmäßigere und stabilere Anordnung bilden. Diese Verbesserung der Organisationsstruktur trägt dazu bei, die Korrosionsbeständigkeit, die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitungsleistung des Materials zu verbessern, sodass Edelstahl in einem breiteren Spektrum von Umgebungen und Bedingungen gut verwendet werden kann.

3. Verbessern Sie die Verarbeitungsleistung

Die Verarbeitungsleistung von geglühtem Edelstahl wird durch die Reduzierung der inneren Spannung und die Verfeinerung der Organisation deutlich verbessert. Beispielsweise kann eine Glühbehandlung die Härte des Materials verringern, seine Plastizität und Zähigkeit verbessern, die Verarbeitung von Edelstahl bei nachfolgenden Schneid-, Biege-, Stanz- und anderen Verarbeitungsprozessen erleichtern und die Ausschussrate und die Verarbeitungskosten senken.

Wie glüht man Edelstahl?

Glühprozess

Reinigung der Edelstahloberfläche: Entfernen Sie oberflächliche Verunreinigungen, Ölflecken und Oxidschichten, um sicherzustellen, dass die Oberfläche sauber und ordentlich ist.

Überprüfen Sie das Edelstahlmaterial: Bestätigen Sie Typ, Spezifikation und Qualität des Edelstahls, um sicherzustellen, dass er die Anforderungen des Glühprozesses erfüllt.

Bestimmen Sie die Glühtemperatur und -zeit: Bestimmen Sie die geeignete Glühtemperatur und -zeit je nach Art und Dicke des Edelstahls. Die Glühtemperatur liegt normalerweise zwischen 600 °C und 1100 °C und die Haltezeit beträgt im Allgemeinen 30 Minuten bis mehrere Stunden.

Steuerung des Glühprozesses: Während des Glühprozesses müssen Temperaturgleichmäßigkeit, Atmosphäre und Abkühlungsrate kontrolliert werden, um die gewünschte Struktur und Leistung sicherzustellen.

Glühnachbehandlung: Überprüfen Sie nach dem Glühen die Oberflächenqualität des Edelstahls. Bei Bedarf wird die Oxidschicht durch Beizen oder Sandstrahlen entfernt. Anschließend werden die Teile bearbeitet und geglättet, um die Produktanforderungen zu erfüllen.

Prozessparameter

Glühtemperatur: Es ist einer der Schlüsselfaktoren, die die Leistung von Edelstahl beeinflussen. Übermäßige Temperaturen können zum Überbrennen des Metalls führen, während unzureichende Temperaturen den Glühprozess unwirksam machen können. Die Glühtemperatur von Edelstahl sollte entsprechend seiner Art und Dicke bestimmt werden.

Glühzeit: Sie wird in Abhängigkeit von der Metalldicke und der Glühtemperatur bestimmt, um sicherzustellen, dass die Spannungen im Metall vollständig beseitigt und nicht überbelastet werden.

Abkühlungsrate: Es beeinflusst auch die Leistung von Edelstahl. Schnelles Abkühlen kann die Körner des Metalls verfeinern und seine Festigkeit und Zähigkeit verbessern; langsames Abkühlen hilft, innere Spannungen zu beseitigen und die Plastizität und Verarbeitungseigenschaften des Metalls zu verbessern.

Klassifizierung des Glühprozesses

Je nach Edelstahlart und Anwendungsanforderungen können Glühprozesse in mehrere unterschiedliche Typen unterteilt werden.

Vollglühen: Dabei wird der Edelstahl über die Rekristallisationstemperatur erhitzt und anschließend langsam abgekühlt, was üblicherweise dazu dient, die Duktilität und Plastizität des Materials zu verbessern.

Lösungsglühen: Wird hauptsächlich für austenitischen Edelstahl verwendet. Dabei wird er auf den Lösungstemperaturbereich erhitzt und anschließend schnell abgekühlt, um die Niederschlagsphase zu beseitigen und die Gleichmäßigkeit des Materials wiederherzustellen.

Unterkritisches Glühen: Anwendbar auf einige kohlenstoffarme und ferritische rostfreie Stähle. Erhitzt und langsam abgekühlt in einem Bereich unterhalb der kritischen Temperatur, um die Härte zu verringern und die Bearbeitbarkeit zu verbessern.

Eigenschaften von geglühtem Edelstahl

Das Glühen hat einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften von Edelstahl.

• Erstens wird das Material deutlich weicher, seine Plastizität und Zähigkeit werden erhöht, wodurch die Bruchgefahr bei Stoßbelastungen verringert wird. Diese verbesserte Flexibilität erleichtert auch nachfolgende Bearbeitungs- und Formvorgänge.
• Durch Glühen wird die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl verbessert, indem die innere Kristallstruktur des Edelstahls verfeinert, Korngrenzenfehler gemildert und Korrosionsausbruchsstellen reduziert werden. Dadurch weist geglühter Edelstahl eine überragende Haltbarkeit in rauen Umgebungen auf.
• Darüber hinaus weist geglühter Edelstahl eine bessere Maßstabilität und Verarbeitungsleistung auf und kann höhere Anforderungen an die Präzision der Verarbeitung erfüllen.

Wofür wird geglühter Edelstahl verwendet?

Aufgrund seiner hervorragenden Leistungseigenschaften wird geglühter Edelstahl in vielen Bereichen eingesetzt. 

• In der Chemie-, Erdöl- und Pharmaindustrie sowie in anderen Branchen hat sich geglühter Edelstahl aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit und Stabilität zum bevorzugten Material für die Herstellung verschiedener Behälter, Rohre und Geräte entwickelt. 
• Geglühter Edelstahl wird in der Lebensmittelverarbeitung und der Medizintechnikindustrie häufig verwendet, da er ungiftig und ungefährlich ist und sich leicht reinigen lässt.
• Das schöne Aussehen und die hervorragende Leistung von geglühtem Edelstahl machen ihn zu einem beliebten Material in verschiedenen Branchen wie der Baubranche, der Dekoration und der Automobilherstellung.

Wie lagert man geglühten Edelstahl?

Bei der Lagerung von geglühtem Edelstahl müssen folgende Punkte beachtet werden. 

• Sorgen Sie für eine trockene, gut belüftete Lagerumgebung und vermeiden Sie den Kontakt mit ätzenden Substanzen, um Oberflächenkorrosion und Rost vorzubeugen.
• Um die Schönheit und Funktionalität von Edelstahl zu erhalten, sollte besonders darauf geachtet werden, mechanische Beschädigungen und Kratzer auf seiner Oberfläche zu vermeiden.
• Beim Transport und der Handhabung muss besonders darauf geachtet werden, Zusammenstöße und Stürze zu verhindern, damit die Integrität des Materials nicht beeinträchtigt wird.

Verschiedene Güten von geglühtem Edelstahl

Ist Edelstahl 316 geglüht?

Geglüht Edelstahl 316 exhibits enhanced corrosion resistance and processing characteristics, making it ideal for applications requiring stringent standards and high performance.

Ist Edelstahl 304 geglüht?

Rostfreier Stahl 304 is annealed to resolve internal stress, stabilize its microstructure and further improve its performance. Annealed 304 stainless steel has strong corrosion resistance and excellent processing capabilities, and is widely used in various industries and fields.

Gängige geglühte Edelstahlsorten

Außer den oben genannten Edelstahlsorten 316 und 304 gibt es auf dem Markt viele weitere häufig verwendete Edelstahlsorten, die geglüht werden, um ihre Gesamteigenschaften zu verbessern.

Der Zusatz von Titan in Edelstahl 321 erhöht dessen Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion. Nach dem Glühen machen ihn seine außergewöhnlichen Eigenschaften zur ersten Wahl für Hochtemperaturanwendungen.

Edelstahl 430 ist eine ferritische Variante, die zwar nicht so korrosionsbeständig ist wie austenitische Güten wie 304 und 316, aber nach dem Glühen eine deutlich höhere Formbarkeit und Zähigkeit aufweist. Dies macht ihn zu einer beliebten Wahl für dekorative Anwendungen, Kochgeschirr und verschiedene andere Branchen.

Duplex-Edelstähle wie 2205 oder S31803 und Super-Duplex-Edelstähle wie 2507 oder S32750 behalten nach dem Glühen nicht nur ihre ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, sondern verfügen auch über eine hohe Festigkeit und ausgezeichnete Schweißbarkeit. Dank dieser Eigenschaften eignen sie sich gut für die anspruchsvollen Umgebungen im Offshore-Bereich und in der chemischen Ausrüstung.

Formen aus geglühtem Edelstahl

Geglühter Edelstahl gibt es in mehreren gängigen Formen, die jeweils auf unterschiedliche industrielle Anwendungen zugeschnitten sind:

1. Geglühtes Edelstahlblech und -platte: Werden aufgrund ihrer Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit im Bauwesen, in der Automobilindustrie und bei Haushaltsgeräten verwendet.
2. Geglühter Edelstahl Stange und Balken: Wird in der Bearbeitung und Fertigung zur Herstellung von Komponenten wie Befestigungselementen, Zahnrädern und Wellen verwendet.
3. Geglühte Edelstahlrohre und -leitungen: Wird in Branchen wie der Öl- und Gasindustrie, der chemischen Verarbeitung und der Sanitärtechnik für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen verwendet.
4. Geglühter Edelstahldraht: Wird häufig in der Medizin-, Luft- und Raumfahrt- und Elektronikindustrie für Anwendungen verwendet, die Flexibilität und Festigkeit erfordern.

Jede Form profitiert vom Glühprozess, der ihre Verarbeitbarkeit und mechanischen Eigenschaften verbessert.

Glühen von Edelstahl vs. Stahl

Im Vergleich zu normalem Stahl weist geglühter Edelstahl viele wichtige Eigenschaften auf. Geglühter Edelstahl weist eine deutlich höhere Korrosionsbeständigkeit auf als normaler Stahl, insbesondere in chloridhaltigen oder säurehaltigen Umgebungen. Geglühter Edelstahl weist außerdem eine bessere Duktilität und Bearbeitbarkeit auf, wodurch er sich bei der Herstellung komplexer Teile besser eignet. Geglühter Edelstahl weist normalerweise eine höhere Oberflächenqualität auf und kann nach entsprechender Behandlung einen Spiegeleffekt erzielen, was insbesondere in Bereichen wie der architektonischen Dekoration wichtig ist, in denen eine hohe Erscheinungsbildqualität erforderlich ist.

Allerdings sind die Kosten für geglühten Edelstahl üblicherweise höher als die für gewöhnlichen Stahl, daher muss bei der Materialauswahl das Verhältnis zwischen Kosten und Leistung abgewogen werden.

Was ist der Unterschied zwischen geglühtem und ungeglühtem Edelstahl?

Der Hauptunterschied zwischen geglüht und ungeglüht Edelstahl liegt in seinen mechanischen Eigenschaften, die sich aus dem Glühen ergeben. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass geglühter Edelstahl weicher, dehnbarer und leichter zu verarbeiten ist, während ungeglühter Edelstahl härter und fester, aber weniger bearbeitbar ist.

1. Härte und Duktilität:

• Geglühter Edelstahl: Dieses Material ist weicher und dehnbarer. Der Glühprozess löst innere Spannungen, sodass sich das Material leichter formen, biegen oder bearbeiten lässt, ohne dass es reißt. Außerdem erhöht es die Flexibilität.
• Ungeglühter Edelstahl: Auch als kaltverfestigter oder kaltverformter Edelstahl bekannt, ist ungeglühter Edelstahl härter und spröder. Er wurde Prozessen wie Walzen oder Schmieden unterzogen, die seine Festigkeit erhöhen, ihn jedoch weniger dehnbar und anfälliger für Risse während der Formgebung machen.

2. Innere Spannungen:

• Geglüht: Durch den Glühprozess werden innere Spannungen beseitigt, die durch Fertigungsprozesse wie Schweißen oder Kaltverformung entstanden sind, wodurch das Material stabiler wird.
• Ungeglüht: Es sind Eigenspannungen vorhanden, die im Laufe der Zeit, insbesondere unter Last oder thermischer Belastung, zu Verzügen oder Rissen führen können.

3. Verarbeitbarkeit:

• Geglüht: Aufgrund der geringeren Härte leichter zu bearbeiten, zu formen oder zu gestalten.
• Ungeglüht: Schwieriger zu bearbeiten und aufgrund der höheren Härte kann beim Formen oder Gestalten mehr Kraft erforderlich sein.

4. Stärke:

• Geglüht: Hat im Allgemeinen eine geringere Zugfestigkeit als ungeglühter Edelstahl, ist aber flexibler.
• Ungeglüht: Höhere Zugfestigkeit, dadurch stärker und besser geeignet für Anwendungen, bei denen Tragfähigkeit erforderlich ist.

5. Anwendungen:

• Geglüht: Bevorzugt für Anwendungen, bei denen eine einfache Bearbeitung, Formgebung oder Gestaltung erforderlich ist, wie etwa in der Fertigung, im Sanitärbereich oder im Bauwesen.
• Ungeglüht: Wird oft in Situationen verwendet, in denen eine hohe Festigkeit erforderlich ist, beispielsweise bei Strukturkomponenten oder stark verschleißenden Teilen.

Andere Wärmebehandlungsverfahren für Edelstahl

Zusätzlich zum Glühen können bei Edelstahl auch andere Wärmebehandlungsverfahren zur Verbesserung seiner Leistungsfähigkeit eingesetzt werden. Zum Beispiel:

Lösungsbehandlung

Edelstahl wird auf eine bestimmte Temperatur (normalerweise über seinem kritischen Punkt) erhitzt, für einen bestimmten Zeitraum bei dieser Temperatur gehalten und dann schnell abgekühlt, um Ausscheidungsphasen und Restspannungen im Material zu beseitigen und die Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit des Materials zu verbessern.

Alterungsbehandlung

Durch eine Alterungsbehandlung können Festigkeit und Härte von Edelstahl weiter verbessert werden. Diese wird normalerweise nach der Lösungsglühung durchgeführt. Indem das Material über einen langen Zeitraum bei einer bestimmten Temperatur gehalten wird, kommt es im Inneren des Materials zu einer Phasenumwandlung oder Ausfällung der Festigungsphase.

Kältebehandlung 

Bei einigen speziellen Edelstählen, beispielsweise wenn extrem hohe Festigkeit und Zähigkeit erforderlich sind, können Kaltbehandlungsverfahren eingesetzt werden. Dazu gehören die kryogene Behandlung (Abkühlung des Materials auf eine extrem niedrige Temperatur) und die Behandlung mit flüssigem Stickstoff.

Erhöht das Glühen die Härte?

Nein, durch das Glühen wird die Härte verringert. Der Hauptzweck besteht darin, das Material weicher zu machen und die Duktilität zu erhöhen, sodass es leichter zu verarbeiten ist.

Vor- und Nachteile des Glühens

Vorteile des Glühens:

• Erhöhte Duktilität: Ermöglicht eine leichtere Form- und Gestaltung des Materials.
• Reduzierte Härte: Macht das Metall weicher, sodass es leichter bearbeitet und verarbeitet werden kann.
• Lindert inneren Stress: Verhindert Verformungen oder Risse bei der Weiterverarbeitung.
• Verbesserte Materialstabilität: Verfeinert die Kornstruktur und verbessert Zähigkeit und Gleichmäßigkeit.

Nachteile des Glühens:

• Oberflächenoxidation: Kann beim Erhitzen zu Ablagerungen oder Oxidation auf der Materialoberfläche führen.
• Zeitaufwendig: Der Vorgang kann aufgrund der langsamen Abkühlung lange dauern.
• Reduzierte Stärke: Durch die Erweichung nimmt die Härte und Zugfestigkeit des Materials ab.
• Energieintensiv: Erfordert viel Energie zum Heizen und Halten der Temperatur.

Glühen vs. Anlassen

Glühen und Anlassen sind beides Wärmebehandlungsverfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Metallen, dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken und beinhalten unterschiedliche Methoden:

1. Zweck:

• Glühen: Das Hauptziel des Glühens besteht darin, das Material weicher zu machen, seine Duktilität zu verbessern und innere Spannungen abzubauen. Dadurch lässt sich das Metall bei Prozessen wie Formen, Biegen oder Zerspanen leichter bearbeiten.
• Anlassen: Das Anlassen zielt darauf ab, die Sprödigkeit von gehärtetem Metall zu verringern, insbesondere nach einem Härtungsprozess wie dem Abschrecken. Es gleicht Härte und Zähigkeit aus und verhindert, dass das Material zu spröde wird.

2. Prozess:

• Glühen: Das Material wird auf eine Temperatur über seinem Rekristallisationspunkt erhitzt, bei dieser Temperatur gehalten und dann langsam abgekühlt (normalerweise in einem Ofen). Diese langsame Abkühlung verfeinert die Kornstruktur und macht das Metall weicher.
• Anlassen: Nach dem Abschrecken (einem Härtungsprozess) wird das Metall auf eine niedrigere Temperatur als die beim Glühen verwendete wieder erhitzt. Es wird dann für einen bestimmten Zeitraum auf dieser Temperatur gehalten und abgekühlt, wodurch die Sprödigkeit verringert wird, ohne die gesamte Härte zu verlieren.

3. Auswirkungen auf Materialeigenschaften:

• Glühen: Macht das Material weicher, dehnbarer und leichter formbar. Es verringert Härte und Zugfestigkeit, verbessert jedoch die Verarbeitbarkeit.
• Anlassen: Verringert die Sprödigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung eines erheblichen Anteils an Härte, wodurch das Material zäher und bruchfester wird.

4. Typische Anwendungen:

• Glühen: Wird für Metalle verwendet, die weiter geformt, geformt oder bearbeitet werden müssen, wie Blech, Draht oder Rohre. Wird auch häufig bei Prozessen mit Stahl, Kupfer und Aluminium verwendet.
• Anlassen: Wird nach dem Abschrecken auf gehärtete Materialien wie Kohlenstoffstähle, Werkzeuge und Klingen angewendet, bei denen ein Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit für die Leistung unter Belastung entscheidend ist.

5. Übliche Temperaturen:

• Glühen: Hohe Temperaturen, normalerweise über der Rekristallisationstemperatur des Materials (bei Stahl oft etwa 500–900 °C).
• Anlassen: Niedrigere Temperaturen, typischerweise zwischen 150–650 °C, abhängig vom Material und den gewünschten Eigenschaften.

Was ist der Unterschied zwischen gehärtetem und geglühtem Stahl?

Gehärteter Stahl wird durch Wärmebehandlung gehärtet, wodurch es hart und verschleißfest wird, jedoch aufgrund innerer Spannungen durch schnelles Abkühlen spröde wird. Es wird in Werkzeugen und hochfesten Bauteilen verwendet.

Geglühter Stahlwird dagegen durch langsames Abkühlen weicher, wodurch es dehnbarer, stabiler und leichter zu formen oder zu bearbeiten ist. Obwohl es nicht so stark wie gehärteter Stahl ist, ist es ideal für Anwendungen, die Flexibilität und Verarbeitbarkeit erfordern.

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