Lernfeld 7 · Prüfung Teil 2

Warmumformen, Umformtemperaturen und Rekristallisationsglühen

Warmumformen von Stahl kurz erklärt: Umformtemperaturen, Glühfarben, Blauwärme, Grobkorn, Zunder, Rekristallisations- und Normalglühen.

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Darum geht es

Beim Warmumformen wird Stahl oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur umgeformt. Während der Umformung bilden sich laufend neue Körner, eine Verfestigung bleibt aus. Große Umformgrade gelingen mit kleinen Kräften, etwa beim Biegen dicker Flachstähle, beim Schmieden von Geländerteilen oder beim Warmbiegen sandgefüllter Rohre. Nachteile sind Zunder, Energiebedarf und die geringere Maßgenauigkeit, denn das Teil schrumpft beim Abkühlen.

Die Temperatur schätzt man in der Werkstatt an der Glühfarbe: Dunkelrot, Kirschrot, Hellrot und Gelb entsprechen etwa 700 °C bis 1100 °C. Baustahl wird meist bei Hellrot gebogen und nur so lange, wie die Glühfarbe sichtbar ist. Im Bereich der Blauwärme um 200 °C bis 350 °C ist unlegierter Stahl spröde und darf nicht umgeformt werden. Zu heißer oder zu lange gehaltener Stahl bildet Grobkorn und dicken Zunder, kurz vor dem Schmelzen verbrennt er an den Korngrenzen.

Nach dem Umformen kühlt das Teil an ruhender Luft ab; Abschrecken in Wasser erzeugt Spannungen, Verzug und bei kohlenstoffreicheren Stählen Härte und Risse. Grobkorn nach Überhitzen beseitigt das Normalglühen knapp über der Umwandlungstemperatur. Das Rekristallisationsglühen bei etwa 550 °C bis 700 °C baut dagegen die Verfestigung nach einer Kaltumformung ab. Beim Arbeiten mit dem Wärmbrenner gelten die Regeln für Gasflaschen, Sicherheitseinrichtungen und Brandschutz.

Das solltest du dir merken

Warmumformen geschieht oberhalb der Rekristallisationstemperatur und erzeugt keine Verfestigung.
Blauwärme von etwa 200 °C bis 350 °C meiden, dort ist Baustahl spröde.
Überhitzen gibt Grobkorn, das Normalglühen wieder verfeinert.
Rekristallisationsglühen baut die Kaltverfestigung ab, wirkt aber nur nach einer Kaltumformung.
Warm gebogene Teile an ruhender Luft abkühlen lassen, nicht in Wasser.

Formeln

Längenänderung beim Anwärmen: $Δ l = α \cdot l_{0} \cdot Δ T$; $Δ l$ Längenänderung, $α$ mittlerer Längenausdehnungskoeffizient (bei hohen Temperaturen etwa $13 \cdot 1 0^{- 6} K^{- 1}$ ), $l_{0}$ Ausgangslänge, $Δ T$ Temperaturdifferenz

Typische Fehler in der Prüfung

Rekristallisationsglühen und Normalglühen verwechselt.
Weitergebogen, nachdem die Glühfarbe verschwunden war, und so in die Blauwärme geraten.
Feuchten Sand zum Füllen von Rohren verwendet; der Dampf kann den Stopfen herausschleudern.

Tipps aus der Werkstatt

Drei Glühungen, die in Prüfungen gern verwechselt werden: Rekristallisationsglühen baut Kaltverfestigung ab, Normalglühen macht Grobkorn wieder fein, Spannungsarmglühen baut nur Eigenspannungen ab. Und nie in der Blauwärme um 200 bis 350 °C biegen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Warmumformen, Umformtemperaturen und Rekristallisationsglühen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Konstruktionsmechaniker/-in (2004 i. d. F. 2018), Lernfeld 7 (Umformen von Profilen); DGUV Regel 100-500. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.