Ein feinkörniger Stahl kann nachträglich durch Überhitzung grobkörnig werden. Da dieses grobkörnige Gefüge mit schlechten Zähigkeitseigenschaften verbunden ist, muss also eine Kornverfeinerung durchgeführt werden. Zu diesem Zweck erhitzt man den Stahl auf Temperaturen oberhalb der oberen Umwandlungstemperatur, hält zur Austenitbildung und lässt ihn dann abkühlen. Damit findet eine zweimalige Umkristallisierung statt. Zuerst einmal wandeln sich bei der Erwärmung die Perlit-Kristalle in Austenitkristalle um. Die Austenitkristalle lösen bei steigenden Temperaturen die Ferritkristalle auf, so das zum Schluss nur noch Austenitkristalle vorliegen. Bei der Abkühlung findet dann der umgekehrte Vorgang statt. Aus den Austenitkristallen entstehen Ferrit- und dann Perlitkristalle.
Diese zweimalige Umwandlungen führt zur Umwandlung des grobkörnigen in ein feinkörniges Gefüge.
== Rekristallisationsglühen ==
Wird ein Stahl bei Raumtemperatur verformt, so finden unter Einwirkung der aufgebrachten Kräfte Verschiebungen und Gleitvorgänge innerhalb der einzelnen Kristalle statt. Bei starken Verformungsgraden kommt es zu Verhakungen und Verzerrungen, die mit inneren Spannungen verbunden sind und es bilden sich so genannte Gitterstörstellen aus. Dabei nehmen die Härte und Festigkeit zu und in gleichem Maß verringert sich das Verformungsvermögen des Stahles. Es kann bei weiterer Verformung zum Reißen des Stahles führen.
Lässt man einen Kaltverformten Stahl längere Zeit bei Raumtemperatur liegen (4-6 Wochen), so ordnen sich die Kristalle an den zerstörten Stellen neu; d.h. es entstehen dort neue Körner. Der Werkstoff verliert seine Sprödigkeit und wird zäh. Derselbe Effekt tritt jedoch schon nach 1 h auf, wenn der Stahl auf 50-250°C erwärmt wird. Man spricht hierbei von der natürlichen und künstlichen Alterung.
== Härten ==
Zur Erzielung maximaler Härte wird ein Stahl aus dem Austenitgebiet so schnell abgeschreckt, dass die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit erreicht oder überschritten wird. Als Gefüge tritt dann Martensit auf. Um diesen Zwangslösungszustand zur erreichen, müsste aber eine echte Lösung hergestellt werden. Daher liegt die Ausgangstemperatur (Austenitisierungstemperatur) im Austenitgebiet. Bei der Abkühlung muss die Temperatur so hoch sein, dass die Umwandlung in der Perlitstufe übergangen wird, ansonsten würde sich der Austenit in Perlit umwandeln. Aus Perlit könnte kein Martensit entstehen. Es gibt keine Möglichkeit, im Ferrit mehr Kohlenstoff zu lösen, als wie es seinem max. Lösungsvermögen entspricht.
Die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit ist bei den einzelnen Stählen unterschiedlich und hängt von den Legierungsbestandteilen ab. Bei Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 05 – 1,7% ist die Härtebildung am wirksamsten.
Wenn man von Wasserhärtern, Ölhärtern oder Lufthärtern spricht, so kennzeichnet man damit die benutzten Abschreckmittel.
Nach dem Härten erfolgt das Anlassen. Durch dieses nochmalige Anwärmen auf niedrige Temperaturen (200-550°C) wird aus dem „glasharten“ und spröden Martensit ein Gefüge mit einer definierten Härte eingestellt.
== Vergüten ==
Der abgeschreckte tetragonal verspannte Martensit ist im Allgemeinen so hart und spröde, dass in dieser Form nicht verwendet werden kann. Die Verspannung und damit die Härte des Martensits wird durch eine Wärmebehandlung bei Temperaturen unterhalb von Ac1, dem anlassen verringert. Man spricht bei diesem kombinierten Vorgang (Härten + Anlassen) von Vergüten.
Die Eigenschaftsänderungen beim Anlassen beruhen auf der mit der Anlasstemperatur zunehmenden Beweglichkeit der Kohlenstoffatome im Gitter. Es lassen sich im Allgemeinen bei unlegierten und Niedriglegierten Stählen drei Anlassstufen unterscheiden:
* Anlassstufe 1: Bei Temperaturen von 100-200°C scheiden sich feinst verteilte Eisenkarbide Fe2C (Eisen-Karbid) aus, wodurch dir gefährlichen Gitterspannungen gemindert werden. Der tetragonale Martensit wandelt sich in den weniger verspannten kubischen Martensit um und das Volumen wird geringer. Die Härteabnahme ist gering, aber das Beseitigen der „Glashärte“ macht den Stahl erst verwendbar. Diese Anlasstemperatur wird noch nicht als Vergüten bezeichnet.
* Anlassstufe 2: Bei Temperaturen von 200-350°C wird die Beweglichkeit der Kohlenstoffatome so groß, dass sich Fe3C in feinstverteilter Form ausscheidet. Der kubische Martensit wird weiter entspannt, d.h. Zugfestigkeit und Härte fallen merklich, die Streckgrenze kaum.
Die feinen Karbide verhindern wirkungsvoll die Versetzungsbewegung, d.h. sie behindern das Abgleiten. In dem bei höher gekohlten Stählen stets vorhandenen Restaustenit scheiden sich ebenfalls Karbide aus.
* Anlassstufe 3: Bei Temperaturen oberhalb von 350°C bis Ac1 koagulieren (= zusammenwachsen) die Karbide zu vergrößern im Lichtmikroskop sichtbaren Partikeln, die Zugfestigkeit nimmt weiter ab, die Verformbarkeit, insbesondere die Kerbschlagzähigkeit nimmt zu.
--[[Benutzer:Anthony|Anthony]] 11:50, 28. Feb 2006 (CET)