Das Härten und das Anlassen sind zwei wichtige Wärmebehandlungsverfahren. Hersteller nutzen diese Verfahren, um Metalle fester und zäher zu machen. Diese beiden Wärmebehandlungsverfahren unterscheiden sich jedoch voneinander. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Unterschiede zwischen dem Härten und dem Anlassen von Metallen zu verstehen.
Man geht davon aus, dass diese beiden Verfahren für unterschiedliche Anwendungen oder Bedingungen eingesetzt werden. Das ist jedoch nur die halbe Wahrheit – sowohl das Härten als auch das Anlassen sind für einander wichtig. Metalle werden gehärtet und angelassen, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. In diesem Artikel werde ich die Grundlagen sowohl des Härtens als auch des Anlassens erläutern. Also, fangen wir an.
Was versteht man unter der Härtung von Metallen?
Das Härten ist eine Wärmebehandlung, die Metallen eine hervorragende Festigkeit und Haltbarkeit verleiht. Bei diesem Verfahren wird das Metall für eine bestimmte Zeit einer sehr hohen Temperatur ausgesetzt. Anschließend wird das erhitzte Metall sehr schnell abgekühlt (Abschrecken). Diese schnelle Abkühlung verändert die Struktur der Metalle und macht sie härter, fester und spröder.
Diese Wärmebehandlung wird häufig zur Herstellung verschiedener Produkte eingesetzt, die starken Belastungen oder Reibung ausgesetzt sind. Beispiele für solche Produkte sind Fräser, Messer, Zahnräder und sogar Blechbauteile für die Automobilindustrie. Denken Sie daran: Das Härten ist eine hervorragende Methode, um die Festigkeit von Metall durch Erhitzen und Abkühlen zu erhöhen. Allerdings macht es das Metall dadurch auch spröder und anfälliger für Brüche und Risse.
Diese Härtung von Metall beginnt damit, dass es auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt wird. Dies geschieht in der Regel entweder in einem Gas- oder einem Elektroofen. Das Metall wird über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt. Auf diese Weise verteilt sich die Wärme gleichmäßig, und das gesamte Metallstück erwärmt sich gleichmäßig. Nach dieser Erhitzung wird das Metall aus dem Ofen genommen.
Es wird jedoch sofort sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt. Diese Einwirkung sehr niedriger Temperaturen auf erhitztes Metall wird als Abschrecken bezeichnet. Dazu wird entweder Wasser, Luft oder Öl verwendet, um sicherzustellen, dass das Metall schnell abkühlt. Denken Sie daran: Wasser kühlt Metall schneller ab als Öl, dennoch wird Öl verwendet, da es unerwünschte Risse im Metall verhindert.
Diese Einwirkung hoher oder plötzlicher Temperaturschwankungen verändert die innere Struktur von Metallen. Diese Temperaturänderung führt dazu, dass sie sich in Martensit umwandeln. In diesem Zustand werden die Metalle sehr hart und extrem spröde. Aufgrund dieser Sprödigkeit neigt das Metall zu Brüchen und Rissen. Dieser Prozess allein ist jedoch unzuverlässig, da er das Metall sehr spröde macht. Daher folgt darauf das Anlassen, wodurch die durch dieses Verfahren verursachte Sprödigkeit verringert wird.
Was versteht man unter dem Tempern von Metallen?
Das Anlassen ist ein weiteres Wärmebehandlungsverfahren, das nach dem Härten durchgeführt wird. Metall, das beim Härten hart und spröde wird, wird angelassen. Diese Wärmebehandlung verringert seine Sprödigkeit. Nach dem Anlassen werden die Metalle zäher und weniger anfällig für Risse und Brüche. Beim Anlassen ist kein plötzliches Erhitzen und Abkühlen (Abschrecken) erforderlich.
Das Härten ist ein hervorragendes Verfahren, um Metall hart zu machen, macht es jedoch auch spröde. Diese Sprödigkeit macht das Metall für die Herstellung von Alltagsgegenständen weniger geeignet. Der Grund dafür ist, dass sie im Alltag aufgrund ihrer Sprödigkeit und Zerbrechlichkeit leicht zerbrechen können. Hier kommt das Anlassen ins Spiel.
Es ist anzumerken, dass auch beim Anlassen die Metalle erhitzt werden, allerdings auf eine andere Weise als beim Härten. Beim Anlassen wird das Metall über einen längeren Zeitraum niedrigen Temperaturen von etwa 150 Grad Celsius ausgesetzt. Auf diese Weise bleibt das Metall einer niedrigen, konstanten Temperatur ausgesetzt. Diese Einwirkung konstanter Wärme verbessert die innere Struktur des Metalls. Denken Sie daran, dass diese Methode auch häufig bei Metallherstellung um die Materialleistung zu verbessern.
Dadurch wird die durch das Härten entstehende Martensitstruktur stabiler und feiner. Nach einer bestimmten Zeit wird das Metall aus dem Heizofen entnommen. Es wird jedoch nicht den sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt, die beim Härten verwendet werden. Stattdessen wird das Metall der Luft ausgesetzt, wodurch es langsam und nicht sofort abkühlt.
Diese langsame Abkühlung des Metalls ist von Vorteil, da sie innere Spannungen abbaut. Danach wird das Metall zäher, fester und weniger spröde. Das Anlassen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das stets nach dem Härten eines Werkstoffs angewendet wird. Mit anderen Worten: Härten und Anlassen sind untrennbar miteinander verbunden. Nach dem Anlassen eignet sich das Metall für die Herstellung von Alltagsgegenständen.
Unterschied zwischen Härten und Anlassen von Metallen
Obwohl diese beiden Verfahren miteinander verbunden sind, unterscheiden sie sich in vielerlei Hinsicht. Schauen wir uns die wesentlichen Unterschiede zwischen dem Härten und dem Anlassen von Metall einmal genauer an.
1. Prozessart und Heizmuster
Das Härten und Anlassen unterscheiden sich in ihren Erwärmungsverläufen. Beim Härten wird das Metall bei einer sehr hohen Temperatur wärmebehandelt. Diese Temperatur kann sogar den kritischen Punkt des Metalls überschreiten. Nach einer gewissen Zeit wird das Metall aus der Hitzequelle genommen und einer schlagartigen Abkühlung unterzogen. Diese schlagartige Abkühlung auf eine niedrige Temperatur wird als Abschrecken bezeichnet und ist Teil des Härtungsprozesses. Beim Anlassen hingegen wird das Metall auf eine niedrige, aber konstante Temperatur von etwa 150 Grad Celsius erhitzt. Nach einer bestimmten Zeit wird das Metall der Luft ausgesetzt, sodass es langsam abkühlt. Beim Anlassen findet (im Gegensatz zum Härten) kein Abschrecken statt.
2. Benutzerfreundlichkeit und Verwendungszweck
Sowohl das Härten als auch das Anlassen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit und ihrer Ziele. Das Härten wird eingesetzt, um das Metall sehr hart und spröde zu machen. Nach diesem Vorgang ist das Metall anfälliger für Risse, aber auch sehr hart. Das Anlassen hingegen wird angewendet, wenn die Zähigkeit des Metalls die wichtigste Anforderung ist. Dieser Prozess verringert zudem die Sprödigkeit, wodurch sich das Metall ideal für praktische Bauteile und Produkte eignet. Metall kann nicht zur Herstellung von Alltagsprodukten verwendet werden, wenn es nur einer gründlichen Härtung unterzogen und nicht angelassen wurde. Der Grund dafür ist, dass nur gehärtetes Metall spröde ist; daraus hergestellte Bauteile wären zu schwach.
3. Behandlungsablauf und Kühlverfahren
Härtungs- und Anlassverfahren werden nacheinander angewendet. Zunächst wird das Metall gehärtet. Durch diesen Vorgang wird das Metall sowohl hart als auch sehr spröde. Dies ist der erste Schritt, um das Metall für Alltagsprodukte nutzbar zu machen. Sobald das Härten abgeschlossen ist, wird ein Anlassvorgang durchgeführt, um das Metall zäher und weniger spröde zu machen. Ohne Anlassen bleibt das Metall lediglich hart und spröde. Bleibt es spröde, kann es keiner Belastung standhalten.
4. Temperaturbereich und Einfluss auf die Härte
Der Temperaturbereich ist ein weiterer wichtiger Faktor, der diese Verfahren voneinander unterscheidet. Beim Härten wird das Metall auf eine sehr hohe Temperatur (über den kritischen Punkt) erhitzt. Zudem sorgt dieser Vorgang dafür, dass das Metall sehr hart wird. Demgegenüber wird beim Anlassen das Metall auf niedrige Temperaturen von etwa 150 Grad Celsius erhitzt. Diese niedrigere Temperatur stabilisiert die Martensitstruktur. Zudem verringert dieser Prozess die Sprödigkeit und Härte der Metalle und verleiht ihnen Zähigkeit.
5. Innere Spannung und Zähigkeit
Es ist bekannt, dass der Härtungsprozess in Metallen innere Spannungen hervorruft. Warum? Der Grund dafür ist, dass die Wärmebehandlung das Abschrecken beinhaltet. Beim Abschrecken wird ein Metall von einer hohen Temperatur auf eine niedrige Temperatur abgekühlt. Infolgedessen ist das Metall zwei unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt. Im Inneren ist die Temperatur niedrig, während die äußere Oberfläche des Metalls schnell abkühlt. Dadurch entstehen innere Spannungen, die die Zähigkeit des Metalls verringern. Im Gegensatz dazu erfolgt beim Anlassen kein Abschrecken. Bei diesem Verfahren wird das Metall langsam und gleichmäßig abgekühlt, sodass keine inneren Spannungen entstehen. Dies erhöht die Zähigkeit des Metalls und macht es fester.
6. Sprödigkeit und Rissgefahr
Metall, das lediglich gehärtet wurde, ist sehr spröde und neigt zu Rissen. Der Grund dafür ist, dass beim Härten innere Spannungen im Metall entstehen. Infolgedessen wird das Metall instabil und sehr spröde. Wenn solche spröden Metalle Belastungen ausgesetzt sind oder plötzlichen Stößen ausgesetzt werden, reißen sie schnell. Der Anlassprozess hingegen erzeugt keine inneren Spannungen. Daher weist das angelassene Metall keine Sprödigkeit auf. Dies stellt sicher, dass das Metall nicht bricht und auch bei starker Krafteinwirkung oder Belastung stabil bleibt.
7. Praktische Anwendbarkeit und Einsatzmöglichkeiten
Wie oben bereits erläutert, macht das Härten das Metall sehr hart und spröde. Solche Metalle eignen sich nur zur Herstellung von harten Werkzeugen, d. h. Matrizen, Zahnrädern, Bohrern, Fräsern und dergleichen. Aufgrund seiner Sprödigkeit ist dieses Metall jedoch nicht für die Herstellung von Alltagsgegenständen geeignet. Hier kommt der Anlassvorgang zum Einsatz, da er das Metall zäher und widerstandsfähiger macht.
Nach dem Anlassen eignet sich Metall hervorragend für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten. Im Idealfall muss das Metall beide Wärmebehandlungen durchlaufen, um zäh, widerstandsfähig und langlebig zu werden. Ich empfehle Ihnen, kein Metall zu verwenden, das lediglich gehärtet wurde. Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich der Anwendungsbereiche von Härten und Anlassen:
| Anwendungen im Bereich der Härtung | Anwendungen im Bereich des Temperierens |
| Schneidwerkzeuge (Bohrer, Fräser) | Federn |
| Messerkanten und Klingen | Zahnräder |
| Stanzformen und Gussformen | Wellen |
| Verschleißfeste Oberflächen | Komponenten für die Automobilindustrie |
| Lager (Oberflächenhärtung) | Bauteile |
Vor- und Nachteile des Härtens und Anlassen
Denken Sie daran: Härtungs- und Anlassverfahren bieten einzigartige Vorteile. Im folgenden Abschnitt erfahren Sie mehr über die verschiedenen Vor- und Nachteile dieser Wärmebehandlungsverfahren.
Vor- und Nachteile des Härtungsverfahrens
| Vorteile | Nachteile |
| Erhöht die Härte und Festigkeit | Hohe Sprödigkeit |
| Verbessert die Verschleißfestigkeit | Rissgefahr |
| Bessere Schneidleistung | Geringe Zähigkeit |
| Geeignet für den intensiven Einsatz | Muss nach dem |
Vor- und Nachteile des Temperierverfahrens
| Vorteile | Nachteile |
| Verringert die Sprödigkeit | Leichter Härteverlust |
| Verbessert die Zähigkeit | Erfordert einen zusätzlichen Schritt |
| Lindert inneren Stress | Erfordert eine Temperaturregelung |
| Erhöht die Lebensdauer | Verursacht Zeit- und Kostenaufwand |
Häufig gestellte Fragen
Warum erfolgt das Anlassen nach dem Härten?
Das Anlassen erfolgt nach dem Härten, um innere Spannungen und Sprödigkeit in Metallen zu verringern. Es verbessert zudem die Zähigkeit und Festigkeit des Metalls, wenn es nach dem Härten eingesetzt wird.
Kann Metall nach dem Härten ohne Anlassen verwendet werden?
Ja. Metall kann nach dem Härten zur Herstellung verschiedener Werkzeuge wie Bohrer, Matrizen und Formen verwendet werden. Hersteller bevorzugen jedoch in der Regel Metall, das sowohl gehärtet als auch angelassen wurde. Dadurch wird sichergestellt, dass das Metall eine hervorragende Zähigkeit aufweist und weniger spröde ist.
Schlussfolgerung
Viele sind verwirrt, was den Unterschied zwischen Härten und Anlassen betrifft. Denken Sie daran, dass beide Wärmebehandlungsverfahren wichtig sind, um Metalle nutzbar zu machen. Durch das Härten wird das Metall spröde und hart, während das Anlassen das Gegenteil bewirkt. Das Anlassen reduziert zudem innere Spannungen und verbessert die Zähigkeit der Metalle. Es ist erwähnenswert, dass das Härten immer zuerst durchgeführt wird. Danach wird das Metall hart und durchläuft den Anlassvorgang, um seine Sprödigkeit zu verringern. In diesem Artikel habe ich alles rund um das Härten und Anlassen erläutert. Denken Sie daran: Diese beiden Verfahren sind untrennbar miteinander verbunden und bedingen sich gegenseitig.