Härteriss
Ursache: scharfe Kanten und Kerben, zu schroffes Abschrecken, zu spät angelassen.
Abhilfe: Kanten brechen, passendes Mittel, sofort anlassen.
So geht’s in der Werkstatt
Härten, Anlassen, Vergüten
Wie wird Stahl hart, und warum muss er danach angelassen werden? Ablauf mit Richtwerten, Anlassfarben, Abschreckmittel, Fehler und Härterei zum Ausprobieren.
01 · Verstehen
Was beim Härten im Stahl passiert
Härten heißt: Stahl so umwandeln, dass er hart und verschleißfest wird. Das klappt nur mit genug Kohlenstoff im Stahl – Baustahl wie S235 wird kaum hart. Gut härtbar sind etwa C45 (Vergütungsstahl), 42CrMo4 oder Werkzeugstähle.
| Schritt | Was im Stahl passiert | Was du davon merkst |
|---|---|---|
| Erwärmen auf Härtetemperatur | Das Gefüge wandelt sich in Austenit um; der Kohlenstoff löst sich darin. | Der Stahl glüht hell; er ist nicht magnetisch. |
| Schnell abkühlen (abschrecken) | Der Kohlenstoff hat keine Zeit herauszuwandern. Es entsteht Martensit – ein hartes, verspanntes Gefüge. | Sehr hart, aber spröde und voller Spannungen. |
| Anlassen (wieder erwärmen, niedriger) | Spannungen bauen sich ab, ein Teil der Härte geht verloren. | Zäher – das Teil bricht nicht mehr beim ersten Schlag. |
Merke: Härten allein macht den Stahl nicht fertig. Frisch abgeschreckter Stahl ist spröde und kann reißen – darum wird er immer angelassen.
02 · Verstehen
Schritt für Schritt: ein C45-Bolzen wird gehärtet
Beispiel: ein Bolzen aus C45, Durchmesser 20 mm. Auf der Zeichnung steht „gehärtet und angelassen“. So läuft es in der Werkstatt ab:
- 1 · Vorbereiten
Werkstoff und Vorgabe auf der Zeichnung prüfen (z. B. Härte in HRC). Teil sauber und fettfrei, Ofen vorheizen, Abschreckbad bereitstellen, PSA anziehen.
- 2 · Erwärmen auf Härtetemperatur
C45: rund 820 bis 860 °C (Richtwert, je nach Datenblatt). Zu kalt wird der Stahl nicht richtig hart, zu heiß wächst das Korn – das Teil wird spröde und verzieht sich.
- 3 · Durchwärmen (halten)
Das Teil muss auch innen die Temperatur erreichen. Faustregel aus der Praxis: ab Erreichen der Temperatur rund 1 Minute je Millimeter Dicke – beim 20-mm-Bolzen etwa 20 Minuten.
- 4 · Abschrecken
Zügig und senkrecht ins Bad eintauchen und bewegen, damit sich keine Dampfhaut hält. Unlegierter C45 braucht ein schnelles Mittel wie Wasser; legierte Stähle wie 42CrMo4 werden meist in Öl abgeschreckt.
- 5 · Sofort anlassen
Noch am selben Tag, am besten gleich danach, sonst drohen Härterisse. Temperatur nach Ziel wählen (Tabelle unten), mindestens etwa 1 bis 2 Stunden halten, dann an Luft abkühlen lassen.
- 6 · Prüfen und dokumentieren
Härte messen (z. B. Rockwell HRC), Sichtprüfung auf Risse, Maße und Verzug prüfen. Ergebnis mit Werkstoff, Temperaturen und Zeiten festhalten.
| Anlasstemperatur (C45, Richtwert) | Härte danach ungefähr | Wofür |
|---|---|---|
| ohne Anlassen | ca. 55 bis 60 HRC | nicht verwenden – zu spröde, Rissgefahr |
| 150 bis 250 °C | ca. 52 bis 57 HRC | Verschleißteile, Werkzeuge: viel Härte, Spannungen weg |
| 300 bis 450 °C | ca. 40 bis 50 HRC | Federn, Teile mit Schlagbeanspruchung |
| 550 bis 660 °C | ca. 20 bis 30 HRC | Vergüten: Wellen, Bolzen, Schrauben – fest und zäh |
03 · Anwenden
Anlassfarben: was die Farbe verrät
Auf einer blank geschliffenen Stelle bildet sich beim Anlassen eine dünne Oxidschicht. Ihre Farbe zeigt grob die Temperatur. So hat man früher Meißel und Körner angelassen – heute nutzt man einen Ofen mit Thermometer, die Farben helfen aber beim Erkennen.
ca. 200 °Chellgelb
ca. 220 °Cstrohgelb
ca. 240 °Cbraun
ca. 260 °Cpurpur
ca. 270 °Cviolett
ca. 280 °Cdunkelblau
ca. 300 °Chellblau
über 320 °Cgrau
| Werkzeug (klassisch) | Anlassfarbe | Warum |
|---|---|---|
| Schaber, Reißnadel | hellgelb bis strohgelb | Schneide soll sehr hart bleiben |
| Körner, Durchschlag | braun | Spitze hart, Schaft muss Schläge aushalten |
| Flachmeißel | braun bis purpur | Schneide hart, aber nicht ausbrechen |
| Schraubendreher, Feder | blau | zäh und federnd statt maximal hart |
Merke: Die Farbe hängt auch von Zeit und Stahlsorte ab. Sie ist ein Hinweis, keine Messung.
04 · Anwenden
Abschreckmittel: Wasser, Öl oder Luft?
| Mittel | Wie schnell | Für welchen Stahl | Achtung |
|---|---|---|---|
| Wasser (ggf. mit Salz) | sehr schnell | unlegierte Stähle wie C45 | größte Gefahr für Verzug und Härterisse; Dampfhaut durch Bewegen aufbrechen |
| Wasser mit Polymer-Zusatz | einstellbar zwischen Wasser und Öl | je nach Konzentration | Konzentration regelmäßig prüfen |
| Härteöl | mittel | legierte Stähle wie 42CrMo4, 100Cr6 | brennbar: Deckel bereit, kein Wasser ins Öl |
| Luft / Gas | langsam | hochlegierte Stähle („Lufthärter“) | wenig Verzug; unlegierter Stahl wird so nicht hart |
Warum nicht immer Wasser? Legierungselemente machen den Stahl „träger“ – er wird auch bei langsamerem Abkühlen hart. Ein legierter Stahl in Wasser bekommt unnötig hohe Spannungen und reißt leicht.
05 · Anwenden
Welches Verfahren für welches Teil?
| Verfahren | Ablauf | Ergebnis | Typisches Teil |
|---|---|---|---|
| Härten + niedrig anlassen | Härten, anlassen bei etwa 150 bis 250 °C | sehr hart, verschleißfest | Lehre, Schneidwerkzeug, Führungsleiste |
| Vergüten | Härten, anlassen bei etwa 550 bis 660 °C | hohe Festigkeit und Zähigkeit | Welle, Achse, Schraube |
| Einsatzhärten | Rand aufkohlen (z. B. 16MnCr5), dann härten und niedrig anlassen | harter Rand, zäher Kern | Zahnrad, Bolzen mit Verschleiß |
| Randschichthärten | nur die Oberfläche induktiv oder mit Flamme erwärmen und abschrecken | harte Lauffläche, Rest unverändert | Lagerstelle einer Welle |
| Glühen | erwärmen, halten, langsam abkühlen | weicher, spannungsärmer, gleichmäßiger | vor dem Bearbeiten, nach dem Schweißen |
06 · Anwenden
Typische Fehler und wie man sie vermeidet
Verzug
Ursache: schräg oder flach eingetaucht, ungleichmäßige Wanddicken.
Abhilfe: lange Teile senkrecht eintauchen, Bearbeitungszugabe vorsehen.
Weiche Stellen
Ursache: Dampfhaut, Zunder, Teil im Bad nicht bewegt.
Abhilfe: Bad bewegen, Teil sauber, Schutzgas oder Härtefolie.
Zu weich insgesamt
Ursache: Temperatur zu niedrig, zu kurz gehalten, zu langsam abgekühlt, falscher Stahl.
Abhilfe: Datenblatt, Thermometer, Haltezeit nach Dicke.
Entkohlter Rand
Ursache: Sauerstoff im Ofen bei langer Haltezeit; der Rand verliert Kohlenstoff.
Abhilfe: Schutzgas, Verpackung; weiche Randschicht abschleifen.
Überhitzt
Ursache: Härtetemperatur deutlich zu hoch.
Abhilfe: Grobkorn macht spröde – Teil glühen und neu härten oder ersetzen.
07 · Anwenden
Sicher arbeiten an Ofen und Abschreckbad
- Nur nach Unterweisung und Betriebsanweisung arbeiten; Ofen nicht allein bedienen, wenn das vorgeschrieben ist.
- PSA: Hitzeschutzhandschuhe, Gesichtsschutz oder Schutzbrille, Schürze, geschlossene Schuhe. Mit passender Zange greifen.
- Ölbad: Deckel griffbereit, um ein brennendes Bad abzudecken. Nie Wasser auf brennendes Öl. Passender Feuerlöscher in der Nähe.
- Dämpfe absaugen. Heiße Teile kennzeichnen und sicher ablegen – angelassene Teile sehen oft kalt aus.
- Verbrennung: kleine Stellen sofort mit Wasser kühlen (nicht eiskalt, kein Eis), Ersthelfer verständigen. Große Flächen nicht kühlen: Notruf 144, keimfrei abdecken und vor Auskühlung schützen – siehe Erste Hilfe: Verbrennungen.
Ausprobieren
Die Härterei: selbst einstellen
Stelle den Ablauf für einen Bolzen (20 mm Durchmesser) ein und beobachte Härte und Zähigkeit. Das Lernmodell rechnet mit Richtwerten – in echt entscheiden Datenblatt, Bauteil und Härterei.
Üben
Dein Wissen anwenden
Sechs Aufgaben: erst verstehen, dann entscheiden und rechnen. Nach jeder Lösung führt dich ein Link zum passenden Kapitel.
Alle Zahlen auf dieser Seite sind Richtwerte zum Lernen. Verbindlich sind Zeichnung, Datenblatt des Herstellers, Betriebsanweisung und die Unterweisung in deinem Betrieb.