Zwischenabschrecken ist eine spezielle Technik, die bei der Wärmebehandlung von Stählen und anderen Metallen angewandt wird, um unerwünschte Spannungen und Verformungen zu vermeiden, die durch plötzliche Abkühlung entstehen könnten. Diese Methode wird besonders dann eingesetzt, wenn die Gefahr von Rissen oder Verzügen besteht – etwa bei dickwandigen oder komplex geformten Bauteilen, die bei direktem Abschrecken zu starkem thermischen Stress ausgesetzt wären.

Ablauf des Zwischenabschreckens

• Erste Abkühlstufe: Das Werkstück wird zunächst in einem mäßig kalten Medium oder auf eine Zwischenstufe abgekühlt, sodass es nicht sofort eine sehr niedrige Temperatur erreicht. Typische Medien für diesen Schritt sind warme Öle, heiße Salzlösungen oder Luft, die das Bauteil sanfter kühlen als kaltes Wasser oder Öl.
• Zwischenstopp: Das Werkstück wird für eine bestimmte Zeitspanne in dieser moderaten Temperaturzone gehalten. Während dieser Phase kann sich das Bauteil thermisch ausgleichen, und innere Spannungen haben die Möglichkeit, sich zumindest teilweise abzubauen. Dadurch wird das Material gleichmäßiger abgekühlt, und das Risiko für Abschreckspannungen wird reduziert.
• Weiteres Abkühlen: Nach der Zwischenstufe wird das Werkstück im zweiten Schritt weiter abgekühlt, meist in einem kälteren Medium, das eine stärkere Abkühlung bewirkt und die gewünschten mechanischen Eigenschaften sichert. Das vollständige Durchlaufen der Abkühlkurve ist dabei erforderlich, um das Mikrogefüge endgültig zu formen.

Wann ist Zwischenabschrecken sinnvoll?

Zwischenabschrecken ist besonders geeignet für:

• Dicke Bauteile: Da dicke Werkstücke eine hohe Wärmekapazität haben und sich langsamer und ungleichmäßiger abkühlen, sind sie anfällig für innere Spannungen.
• Komplexe Geometrien: Bei Bauteilen mit scharfen Kanten oder unregelmäßigen Formen entstehen oft Spannungskonzentrationen, die bei plötzlicher Abkühlung Risse verursachen können.
• Stähle mit niedriger Härtbarkeit: Manche Stähle sind von Natur aus weniger widerstandsfähig gegenüber harten Abschreckprozessen. Zwischenabschrecken hilft dabei, ihnen dennoch die gewünschte Härte zu verleihen, ohne das Risiko von Materialschäden.

Chemische und metallurgische Abläufe beim Zwischenabschrecken

• Martensitbildung kontrollieren: Bei Stählen findet während des Abkühlens eine Umwandlung des Austenits (hohe Temperatur-Phase) in Martensit (härtere Phase) statt. Die Martensitbildung erfolgt besonders stark bei schnellem Abkühlen. Durch Zwischenabschrecken kann die Geschwindigkeit der Martensitbildung reduziert und so eine kontrollierte Umwandlung gewährleistet werden, die Spannungen abbaut.
• Perlit- und Bainitbildung: In der Zwischenstufe findet oft eine teilweise Umwandlung von Austenit in Perlit oder Bainit statt, bevor der Rest des Materials im zweiten Abkühlvorgang vollständig in Martensit umgewandelt wird. Perlit und Bainit sind phasenweise stabilere und weniger harte Mikrogefüge im Vergleich zu Martensit, und sie entstehen bevorzugt bei moderaten Abkühlraten. Diese Zwischenstrukturen helfen dabei, Spannungen zu verringern, da sie sich langsamer und gleichmäßiger bilden.
• Reduktion von inneren Spannungen: Indem die Bildung der Phasen (Martensit, Bainit oder Perlit) auf verschiedene Stufen verteilt wird, entstehen weniger Spannungen, weil das Gefüge nicht sofort und abrupt auf Martensit „umschlägt“. Die inneren Spannungen, die sonst beim direkten Abschrecken auftreten, werden durch diesen abgestuften Prozess minimiert.

Das Zwischenabschrecken erlaubt eine kontrollierte Umwandlung des Mikrogefüges und reduziert Abschreckspannungen, indem es das Material schrittweise kühlt. Durch den Einsatz von Zwischenabschrecken können eine bessere Formstabilität, geringere Rissbildung und eine gleichmäßigere Härte erzielt werden.