Härten von Stahl: Verfahren, Temperaturen und passende Härteöfen

Härten ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem Stahl über die Austenitisierungstemperatur erwärmt und anschließend rasch abgeschreckt wird. Dabei entsteht Martensit – das härteste Gefüge des Stahls –, das Festigkeit und Verschleißwiderstand des Bauteils deutlich erhöht. Je nach Stahlsorte liegt die Härtetemperatur zwischen 800 und 1.300 °C.

Als Hersteller von Härte- und Glühöfen liefert Arnold Schröder Industrieöfen Anlagen, die diese Temperaturen präzise und gleichmäßig erreichen – von der Werkstatt bis zur industriellen Serienhärtung.

Was ist Härten?

Beim Härten wird der Stahl zunächst langsam erwärmt. Oberhalb des Umwandlungspunkts A1 (rund 723 °C) wandelt sich sein Gefüge in Austenit um. Nach einer Haltezeit, in der das Werkstück vollständig durchwärmt, folgt das Abschrecken: Die schnelle Abkühlung verhindert, dass der gelöste Kohlenstoff aus dem Gitter entweicht, und der Stahl klappt in das harte Martensitgitter um.

Frisch gehärteter Stahl ist hart, aber spröde. Deshalb folgt nach dem Härten immer das Anlassen, um Spannungen abzubauen. Die erreichbare Härte hängt von der Stahlzusammensetzung, der Austenitisierungstemperatur, der Abkühlgeschwindigkeit und den Werkstückabmessungen ab.

Welche Härteverfahren gibt es?

Je nach Werkstoff und Anforderung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz:

• Durchhärten: Das gesamte Bauteil wird über den Querschnitt gehärtet. Voraussetzung ist ein Kohlenstoffgehalt von etwa 0,3 Prozent oder mehr. Abgeschreckt wird in Öl, Wasser, Polymerlösung oder Warmbad.
• Einsatzhärten (Aufkohlen): Kohlenstoffarme Einsatzstähle wie 16MnCr5 oder 18CrNiMo7-6 werden zunächst an der Oberfläche mit Kohlenstoff angereichert und dann gehärtet. Das Ergebnis ist eine harte Randschicht bei zähem Kern – ideal für Zahnräder und Wellen.
• Nitrieren: Bei 500 bis 530 °C wird Stickstoff in die Randschicht eingebracht – ohne Abschrecken. Das Verfahren erzeugt extrem harte Oberflächen (bis 900 HV) bei minimalem Verzug und eignet sich für bereits fertig bearbeitete Bauteile.
• Induktionshärten: Nur gezielt erwärmte Bereiche werden gehärtet, etwa Schneidkanten oder Lagersitze. Das Verfahren ist schnell und lokal genau steuerbar.

Bei welcher Temperatur wird gehärtet?

Die richtige Härtetemperatur hängt von der Stahlsorte ab. Die folgende Tabelle gibt typische Bereiche an:

 

Stahlsorte / Verfahren	Temperatur	Hinweis
Unlegierte & niedriglegierte Stähle	780 – 900 °C	Abschrecken meist in Wasser oder Öl
Legierte Werkzeugstähle	950 – 1.100 °C	Oft Öl- oder Gasabschreckung
Schnellarbeitsstähle (HSS)	1.150 – 1.300 °C	Mehrstufiges Vorwärmen empfohlen
Einsatzhärten (Aufkohlen)	880 – 950 °C	Mit anschließendem Härten
Nitrieren	500 – 530 °C	Ohne Abschrecken, minimaler Verzug
Anlassen (nachgelagert)	150 – 650 °C	Pflichtschritt nach jedem Härten

 

Alle genannten Temperaturen werden von den Härteöfen der Modellreihe ASM (bis 1.300 °C) sicher erreicht.

Welches Abschreckmedium passt zu welchem Stahl?

Das Abschreckmedium bestimmt, wie schnell der Stahl abkühlt – und damit Härte, Verzug und Rissgefahr. Härteöle werden in der Praxis konstant auf 50 bis 70 °C gehalten, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.

 

Medium	Abschreckwirkung	Typische Anwendung
Wasser	sehr stark	Unlegierte Stähle, einfache Geometrien
Öl (50–70 °C)	mild	Legierte Stähle, verzugskritische Teile
Polymerlösung	einstellbar	Zwischen Wasser und Öl, flexibel dosierbar
Gas / Schutzgas	mild, oxidationsfrei	Werkzeugstähle, blanke Oberflächen
Warmbad (Salzschmelze)	gleichmäßig	Komplexe Geometrien, Verzug minimieren

 

Härten, Anlassen und Vergüten – wo liegt der Unterschied?

Diese drei Begriffe werden häufig verwechselt, beschreiben aber unterschiedliche Schritte:

• Härten erzeugt durch Austenitisieren und Abschrecken das harte Martensitgefüge.
• Anlassen ist der nachgelagerte Schritt: Der gehärtete Stahl wird erneut auf 150 bis 650 °C erwärmt, um Spannungen abzubauen und Sprödigkeit zu verringern. Anlassen ist nach jedem Härten Pflicht und sollte zeitnah erfolgen.
• Vergüten ist die Kombination aus Härten und anschließendem Hochanlassen (550 bis 700 °C) – sie liefert die optimale Balance aus Festigkeit und Zähigkeit.

Für den nachgelagerten Anlassprozess kommen Umluftöfen zum Einsatz, die den niedrigeren Temperaturbereich gleichmäßig abdecken.

Welcher Härteofen eignet sich für welche Anwendung?

Die passende Ofenwahl hängt von Stahlsorte, Werkstückgröße und gewünschtem Verfahren ab. Arnold Schröder Industrieöfen liefert Anlagen für jeden Bedarf:

• Glüh- und Härteöfen (Modellreihe ASM): Strahlungsöfen bis 1.300 °C für das Härten und Glühen von Metallen.
• Härtesystem ASHS I: komplettes Härtereisystem für reproduzierbare Prozesse.
• Schutzgasöfen: für oxidations- und entkohlungsfreies Härten unter Schutzgasatmosphäre.
• Anlass- und Umluftöfen: für den nachgelagerten Anlass- und Vergütungsprozess.

Eingesetzt werden diese Öfen unter anderem in der Automobilindustrie (Zahnräder, Wellen), in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizintechnik (chirurgische Instrumente, Implantate), im Werkzeug- und Maschinenbau sowie in Berufsschulen und Handwerksbetrieben.

 

FAQ-Bereich

Was ist der Unterschied zwischen Härten und Anlassen?

Härten erwärmt Stahl über die Austenitisierungstemperatur und schreckt ihn dann rasch ab, wodurch das harte, aber spröde Martensitgefüge entsteht. Anlassen ist der nachgelagerte Schritt: Der gehärtete Stahl wird erneut auf eine niedrigere Temperatur (150 bis 650 °C) erwärmt, um Spannungen abzubauen und die Sprödigkeit zu verringern. Anlassen ist nach jedem Härtevorgang Pflicht.

Welche Stähle lassen sich härten?

Durchhärten setzt einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,3 Prozent oder mehr voraus. Kohlenstoffärmere Stähle wie Einsatzstähle (z. B. 16MnCr5, 18CrNiMo7-6) werden vor dem Härten aufgekohlt, um eine härtbare Randschicht zu erzeugen. Werkzeug- und Schnellarbeitsstähle sind besonders gut härtbar.

Bei welcher Temperatur wird Stahl gehärtet?

Die Härtetemperatur liegt je nach Stahlsorte zwischen 800 und 1.220 °C. Unlegierte und niedriglegierte Stähle werden bei 780 bis 900 °C gehärtet, legierte Werkzeugstähle bei 950 bis 1.100 °C und Schnellarbeitsstähle bei bis zu 1.300 °C.

Bis zu welcher Härte kann Stahl gehärtet werden?

Martensit ist das härteste Gefüge, das Stahl annehmen kann. Je nach Stahlsorte sind nach dem Härten Werte von bis zu rund 62 HRC erreichbar. Beim Nitrieren entstehen sehr harte Randschichten von bis zu 900 HV.

Warum verzieht sich Stahl beim Härten und wie lässt sich das vermeiden?

Das schnelle Abschrecken erzeugt Spannungen, die zu Verzug und Rissen führen können – besonders bei Querschnittssprüngen, Nuten und Bohrungen. Vermeiden lässt sich das durch ein milderes Abschreckmedium (Öl statt Wasser), gleichmäßige Erwärmung im Ofen und unmittelbares Anlassen nach dem Abschrecken.

Was ist der Unterschied zwischen Durchhärten und Einsatzhärten?

Beim Durchhärten wird das gesamte Bauteil über den Querschnitt gehärtet. Beim Einsatzhärten wird kohlenstoffarmer Stahl zunächst aufgekohlt und dann gehärtet, sodass eine harte Randschicht bei zähem Kern entsteht. Die Einsatzhärtungstiefe (CHD) liegt typisch zwischen 0,3 und 3,0 mm.

Welche Ofentemperatur braucht das Härten?

Ein Härteofen muss die Austenitisierungstemperatur des jeweiligen Stahls sicher erreichen und gleichmäßig halten. Für die meisten Werkzeug- und Schnellarbeitsstähle sind Öfen bis 1.300 °C erforderlich. Die Härteöfen von Arnold Schröder Industrieöfen erreichen bis zu 1.300 °C.