Vom Perlit zum Martensit

26. Mai 2026 Autor: Lisa-Marie Trothe

Welche Eigenschaften besitzen Vergütungsstähle?

Vergütungsstähle wie 51CrV4 eignen sich ideal für die Wärmebehandlung. Durch gezielte Wärmebehandlungen lassen sich gewünschte Eigenschaften wie eine hohe Festigkeit bei guter Zähigkeit erreichen, was dafür sorgt, dass sie in vielen Bereichen eingesetzt werden können. Bereits kleine Veränderungen im Gefüge beeinflussen die mechanischen Eigenschaften deutlich. Fehlerhafte Gefügezusammensetzungen und Wärmebehandlungen können das Bauteilverhalten kritisch verändern.

Was bedeutet Vergüten?

Unter „Vergüten“ versteht man eine Wärmebehandlung aus Härten und anschließendem Anlassen bei höherer Temperatur. Durch das Härten erhöht sich die Festigkeit deutlich, gleichzeitig wird das Werkstück spröder. Das anschließende Anlassen verbessert die Zähigkeit wieder, sodass der Stahl eine gute Kombination aus Härte und Festigkeit erreicht.

Wie verändert sich das Gefüge beim Vergüten?

Vor der Wärmebehandlung zeigt dieser Vergütungsstahl überwiegend ein perlitisches Gefüge. Nach dem Ätzen mit Nital wird dieses Gefüge unter dem Lichtmikroskop sichtbar. Der Perlit besteht aus abwechselnden Schichten aus Ferrit und Zementit. Dieser laminare Aufbau erinnert optisch an ein Zebramuster.

Mikroskopaufnahme eines metallischen Gefüges mit großflächigen kristallartigen Bereichen in Grautönen. Die Aufnahme zeigt unterschiedliche Gefügestrukturen mit feinen Linienmustern und enthält unten rechts einen Maßstab von 20 µm.

Mikroskopaufnahme eines metallischen Gefüges mit großflächigen kristallartigen Bereichen in Blau, Braun, Gold und Violett. Die Aufnahme zeigt unterschiedliche Gefügestrukturen mit feinen Linienmustern und enthält unten rechts einen Maßstab von 20 µm.

Perlit ohne (links) und mit (rechts) Polarisationsfilter © SLV Halle GmbH

Während des Vergütens löst die Erwärmung das perlitische Gefüge auf. Kühlt der Stahl anschließend schnell ab, klappt die Elementarzelle um und das Kristallgitter des Werkstoffs verzerrt sich. Es entsteht Martensit, dass den Stahl deutlich härter und fester macht.

Mikroskopaufnahme eines metallischen Gefüges mit feinen nadelartigen und sternförmig angeordneten Strukturen in Grau, Braun und Blau. Die Oberfläche zeigt ein dichtes Gefügemuster mit einzelnen hellen Bereichen, unten rechts ist ein Maßstab von 100 µm dargestellt.

Mikroskopaufnahme eines metallischen Gefüges in überwiegend hellgrauen und weißen Farbtönen mit feinen lamellenartigen Strukturen. In mehreren Bereichen sind leichte Blau und Brauntöne sichtbar, unten rechts befindet sich ein Maßstab von 20 µm.

Metallographie macht Unterschiede sichtbar

Metallographische Untersuchungen machen Gefügeveränderungen sichtbar. Fachkräfte prüfen unter dem Mikroskop, ob die Bearbeitung erfolgreich verlief und das gewünschte Gefüge entstanden ist. Gleichzeitig lassen sich indirekt Rückschlüsse auf Festigkeit, Zähigkeit und mögliche Einsatzbereiche eines Bauteils ziehen.

Die Metallographie verdeutlicht, wie die Gefügestruktur mit den mechanisch-technologischen Eigenschaften zusammenhängt. Diese Erkenntnisse helfen dabei, Werkstoffe gezielt weiterzuentwickeln und die Qualität sowie Sicherheit von Produkten zuverlässig zu sichern.

Mikroskopaufnahme eines metallischen Gefüges mit dicht angeordneten kristallartigen Strukturen in Blau, Braun, Violett und Weiß. Die Aufnahme zeigt ein feinkörniges Gefügemuster mit unterschiedlichen Reflexionen und enthält unten rechts einen Maßstab von 50 µm. — Vergütungsstahl 51CrV4 © SLV Halle GmbH