Glühverfahren erklärt: Vollglühen, GKZ-Glühen, Zwischenglühen und Spannungsarmglühen

Ein Wort, mehrere Verfahren

Glühen ist eine Familie von Behandlungen, bei denen Stahl erwärmt und langsam abgekühlt oder bei moderater Temperatur gehalten wird, um das Gefüge weicher, gleichmäßiger oder spannungsärmer zu machen. Welches Mitglied der Familie das richtige ist, hängt davon ab, welches Problem gelöst werden soll.

Vollglühen

Der Stahl wird über seine obere kritische Temperatur erwärmt, zur Durchwärmung gehalten und dann im Ofen sehr langsam abgekühlt. Das Ergebnis ist ein grobes Ferrit-Perlit-Gefüge: geringe Härte, gute Duktilität und eine saubere Ausgangsbasis vor der weiteren Verarbeitung oder Härtung.

• Zweck: Erweichen nach dem Schmieden oder Gießen, Verfeinern eines überhitzten Gefüges, Vorbereitung für die spanende Bearbeitung.
• Typische Anwender: mittelkohlenstoffhaltige und legierte Stähle im schmiederohen Zustand.

GKZ-Glühen

Bei dieser Behandlung wird der Stahl viele Stunden lang knapp unterhalb der unteren kritischen Temperatur gehalten (oder um diese Temperatur gependelt), sodass die Karbide im hochkohlenstoffhaltigen Stahl sich zu Sphäroiden in einer weichen Ferritmatrix einformen, statt als scharfe Lamellen vorzuliegen.

• Zweck: der weichste, am besten zerspanbare Zustand für Kohlenstoff- und Werkzeugstähle mit hohem Kohlenstoffgehalt; verbessert zudem das Kaltumformverhalten und bereitet ein gleichmäßiges Gefüge für die spätere Härtung vor.
• Typische Anwender: Wälzlagerstahl (52100 / 100Cr6), Werkzeugstähle, Walzdraht mit hohem Kohlenstoffgehalt.

Zwischenglühen

Eine unterkritische Behandlung — Erwärmen unterhalb von Ac1, üblicherweise im Bereich von 550–700 °C — die zwischen Kaltumformschritten angewendet wird. Sie verändert das Phasengefüge nicht; sie rekristallisiert den verformten Ferrit und stellt die Duktilität wieder her, sodass das Kaltziehen oder Kaltwalzen fortgesetzt werden kann.

• Zweck: Wiederherstellung der Umformbarkeit von kohlenstoffarmem Stahl während der Kaltreduktion.
• Typische Anwender: Hersteller von Draht, Rohren und Band.

Spannungsarmglühen

Das Verfahren mit der niedrigsten Temperatur in dieser Familie: Erwärmen auf etwa 550–650 °C bei Stählen (unterhalb jeder Gefügeänderung), Halten, langsames Abkühlen. Eingeschlossene Spannungen aus Schweißen, spanender Bearbeitung oder Kaltumformung bauen sich durch örtliches Fließen und Kriechen ab.

• Zweck: Maßhaltigkeit und verringertes Verzugsrisiko, ohne den Stahl zu erweichen.
• Hinweis: Das Spannungsarmglühen ist kein Ersatz für eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen, wo eine Vorschrift eine solche verlangt.

Die Wahl zwischen den Verfahren

Verfahren	Temperaturbereich	Hauptwirkung
Vollglühen	Oberhalb von Ac3, Ofenabkühlung	Weiches, gleichmäßiges Ferrit-Perlit-Gefüge
GKZ-Glühen	Knapp unterhalb/um Ac1, lange Haltezeit	Weichstes Gefüge für Stähle mit hohem C-Gehalt
Zwischenglühen	Unterhalb von Ac1	Stellt die Duktilität nach Kaltumformung wieder her
Spannungsarmglühen	Unterhalb von Ac1, unterer Bereich	Beseitigt nur Eigenspannungen

Wenn auf einer Zeichnung nur "Glühen" steht, fragen Sie nach, welches Verfahren gemeint ist — Härte, Zerspanbarkeit und das Ansprechen auf die nachfolgende Wärmebehandlung unterscheiden sich erheblich.

Wie der Zustand festgelegt und geprüft wird

Werkstoffnormen benennen den Lieferzustand ausdrücklich — geglühte Zustände erscheinen in europäischen Bezeichnungen als "+A", wobei Varianten mit kugeligen Karbiden für Wälzlager- und Werkzeugstähle gesondert ausgewiesen werden. Die Prüfung erfolgt über die Härte: Jede Norm verknüpft den geglühten Zustand mit einer maximalen Brinellhärte, weil die Härte der praktische Nachweis dafür ist, dass das Gefüge wirklich das beabsichtigte weiche Gefüge ist. Eine Charge, die über dem angegebenen Höchstwert eintrifft, lässt sich schlecht zerspanen und härtet unvorhersehbar, unabhängig davon, welche Zustandsbezeichnung das Zeugnis trägt. Umgekehrt verschwendet ein übermäßiges Glühen hochkohlenstoffhaltiger Stähle Ofenzeit und kann das Gefüge vergröbern, das der abschließende Härtezyklus übernimmt — Glühen ist eine kontrollierte Behandlung mit einem Zielwert, nicht einfach "so weich wie möglich".