Wärmebehandlung und ihr Einfluss auf die Prüfung

Wärmebehandlungen wie Härten, Vergüten, Glühen und Schweißen verändern Gefüge und Eigenspannungen – und damit die Prüfbarkeit und Fehleranfälligkeit von Bauteilen.

Warum interessiert Wärmebehandlung den Werkstoffprüfer?

Viele Fehler entstehen nicht beim Urformen sondern bei der Wärmebehandlung oder danach: Härterisse, Schweißeigenspannungen, wasserstoffinduzierte Kaltrisse. Der Prüfer muss den richtigen Prüfzeitpunkt kennen.

Wichtige Wärmebehandlungsarten

BehandlungZielPrüfrelevanz
NormalglühenGefügehomogenisierung, SpannungsabbauNach Umformen; Prüfung vor oder nach
WeichglühenGefüge weich machen (Kaltumformung)Gering
SpannungsarmglühenEigenspannungen aus Schweißen/Umformen senkenWichtig: Risse die durch Schweißeigenspannungen entstehen, erst danach prüfen?
HärtenMartensitbildung → hohe HärteHärterei-Risse! ZfP nach dem Härten
VergütenHärten + Anlassen → Zähigkeit + FestigkeitVergütungsrisse bei Cr-Mo-Stählen möglich
EinsatzhärtenRandschicht-C-Anreicherung + HärtenMT/ET für Randrisse; Kernzone weich
InduktionshärtenLokal begrenzte OberflächenhärtungSchleif- und Härterisse im Randbereich

Härterei-Risse

Beim schnellen Abschrecken (Öl, Wasser, Luft) entstehen thermische und Umwandlungsspannungen. Bei zu hohem Kohlenstoffgehalt, ungünstiger Geometrie (Querschnittssprünge, Kerben) oder zu schnellem Abschrecken können Härterei-Risse entstehen:

  • Verlaufen meist quer zur Bauteilachse
  • Bevorzugt an Querschnittsübergängen, Gewinden, Einstichen
  • Nachweis: MT (bevorzugt, da ferromagnetisch nach Härten) oder PT
  • Prüfzeitpunkt: unmittelbar nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur

Wasserstoffinduzierte Kaltrisse (WIC)

Beim Schweißen nehmen hochfeste Stähle Wasserstoff auf (aus feuchten Elektroden, Rost, Kondensation). Wasserstoff diffundiert in die Wärmeeinflusszone (WEZ) und verursacht verzögert (Stunden bis Tage nach dem Schweißen) Risse.

Konsequenz für die Prüfung: ZfP an Schweißnähten hochfester Stähle (S690, S960, Cr-Mo-Stähle) darf laut EN ISO 17640 erst 24–48 Stunden nach dem Schweißen durchgeführt werden.

Einfluss auf Ultraschallprüfung

Vergüteter Stahl hat feineres Korn als normalgeglühter → geringeres Kornrauschen, bessere UT-Prüfbarkeit. Martensit hat andere Schallgeschwindigkeit als Ferrit/Perlit. Bei induktiv gehärteten Zonen: Schallgeschwindigkeitssprung an Randzone/Kerngrenze beachten.

Kategorie
werkstoffe
Inhaltsverzeichnis
Relevante Normen
  • DIN EN ISO 17640
  • DIN EN ISO 9015-1
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