Entfernung und Ausgleich innerer Werkstoffspannungen, die durch Walzen, Schmieden, Schweißen, Gießen usw. entstanden sind. Diese Spannungen können im Verlauf der späteren Betriebsbeanspruchung die Ursache von Brüchen sein. Die Festigkeit wird beim Spannungsarmglühen nicht reduziert.
Alle Spannungen, die die [[Streckgrenze ]] eines [[Stahl]]es übersteigen, rufen bleibende Dehnungen, eine plastische Verformung hervor, sie werden also durch ihre Arbeitsleistung verbraucht. Daher kann man die inneren Spannungen in einem Werkstück senken, wenn man die Streckgrenze erniedrigt. Dies ist möglich, indem man den Stahl auf höhere Temperatur bringt, weil dann seine Streckgrenze kleiner wird. So sinkt die Streckgrenze eines Stahles bei etwa 600 °C auf einen Wert von 60 N/mm², d.h. alle vorhandenen inneren Spannungen werden durch ein Glühen bei 600 °C auf den Betrag von 60 N/mm² gesenkt werden.
Das bevorzugte Temperaturgebiet für das Spannungsarmglühen liegt zwischen 550-650°C. Eine Ausnahme bilden aber die austenitischen [[austenit]]ischen Stähle. Bei vergüteten Stählen darf die Temperatur die Anlasstemperatur nicht überschreiten, da sonst Festigkeitsminderungen eintreten. Nach dem Spannungsarmglühen muss langsam bis auf eine Temperatur von etwa 200-30°C abgekühlt werden, um das auftreten neuer Spannungen zu vermeiden. Falls ein Spannungsarmglühen bei 550-650°C nicht durchführbar ist, wird ein Glühen bei niedrigeren Temperaturen zu einem merklichen Abbau der Spannungen führen.
== Normalglühen ==
Die Korngröße des Stahles können sehr unterschiedlich sein. Daher spricht man auch von grob- oder feinkörnigen Stählen. Diese Korngrößen ergeben sich schon aus der Erstarrung des Stahles.
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 [[Austenit]]bildung 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.
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 0,5 – 1,7% ist die Härtebildung am wirksamsten.