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
| Behandlung | Ziel | Prüfrelevanz |
|---|---|---|
| Normalglühen | Gefügehomogenisierung, Spannungsabbau | Nach Umformen; Prüfung vor oder nach |
| Weichglühen | Gefüge weich machen (Kaltumformung) | Gering |
| Spannungsarmglühen | Eigenspannungen aus Schweißen/Umformen senken | Wichtig: Risse die durch Schweißeigenspannungen entstehen, erst danach prüfen? |
| Härten | Martensitbildung → hohe Härte | Härterei-Risse! ZfP nach dem Härten |
| Vergüten | Härten + Anlassen → Zähigkeit + Festigkeit | Vergütungsrisse bei Cr-Mo-Stählen möglich |
| Einsatzhärten | Randschicht-C-Anreicherung + Härten | MT/ET für Randrisse; Kernzone weich |
| Induktionshärten | Lokal begrenzte Oberflächenhärtung | Schleif- 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.