Was ist Lösungsglühen?
Laut ISER-Merkblatt 821 „Edelstahl Rostfrei – Eigenschaften“ ist das Lösungsglühen die abschließende Wärmebehandlung austenitischer nichtrostender Stähle: Geglüht wird bei den in DIN EN 10088-2 und DIN EN 10088-3 angegebenen Temperaturen, anschließend wird in Wasser oder an Luft abgekühlt, um die Ausbildung von Ausscheidungen zu vermeiden. Bei den ausscheidungshärtenden Stählen ist es laut Merkblatt der erste Schritt der Kombination aus Lösungsglühen und Aushärten.
Die Glühtemperatur hängt von der Güte ab. ISER-Merkblatt 827 verweist für die Hinweise zur Wärmebehandlung auf Anhang A von DIN EN 10088-2 und DIN EN 10088-3. Das Zeit-Temperatur-Ausscheidungsdiagramm im Merkblatt 823 für den Duplex-Stahl 1.4462 trägt beispielhaft die Angabe „Lösungsglühbehandlung: 1050 °C, 30 min / Wasser“. Für eine konkrete Güte gelten die Angaben der Norm und des Werkstoffdatenblatts. Zur Größenordnung: Für 1.4301 nennen die Werkstoffdatenblätter von thyssenkrupp Materials und Swiss Steel (Deutsche Edelstahlwerke) übereinstimmend 1000 bis 1100 °C mit Abkühlung in Wasser oder an Luft; thyssenkrupp ergänzt, dass die Abkühlung ausreichend schnell sein muss, um interkristalline Korrosion zu vermeiden. Für eine Wärmebehandlung im Rahmen der Weiterverarbeitung empfiehlt das thyssenkrupp-Datenblatt den unteren Bereich der Spanne, da sonst die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt werden könnten.
Was das Lösungsglühen bewirkt
Ausscheidungen vermeiden. Bleibt ein austenitischer Stahl beim Schweißen oder bei einer unsachgemäßen Wärmebehandlung längere Zeit im Bereich von 500 °C bis 800 °C, scheiden sich laut ISER-Merkblatt 830 chromreiche Karbide an den Korngrenzen aus, das angrenzende Gefüge verarmt an Chrom — die Sensibilisierung, die zu interkristalliner Korrosion führen kann. Das abschließende Lösungsglühen mit Abkühlung in Wasser oder an Luft wird laut Merkblatt 821 durchgeführt, um die Ausbildung von Ausscheidungen zu vermeiden. Der Leitfaden „Verarbeitung austenitischer nichtrostender Stähle“ (ISER/IMOA, 2021) wird deutlicher: Das Lösungsglühen löst Sekundärphasen auf, die sich bei der Warmumformung oder beim Schweißen gebildet haben.
Verformungsmartensit beseitigen. Laut ISER-Merkblatt 827 lässt sich die Magnetisierung, die eine Kaltverformung durch Martensitbildung hervorruft, durch eine Lösungsglühung umkehren. In einer Beispieltabelle des Merkblatts sank die magnetische Permeabilität austenitischer Stähle nach dem Glühen deutlich — Einzelheiten unter Edelstahl magnetisch.
Was bleiben kann: Delta-Ferrit. Laut Merkblatt 827 sank die Permeabilität in derselben Tabelle nicht unter den Wert nichtmagnetisierbarer Stähle; das Merkblatt folgert, dass Anteile von Delta-Ferrit verblieben sind. Wer den Ferrit über eine Glühung bei 700 bis 800 °C beseitigen wollte, würde ihn laut Merkblatt in die spröde Sigma-Phase umwandeln — ein Weg, der wegen der schlechteren mechanischen Eigenschaften vermieden werden sollte. Warum Delta-Ferrit in der Naht gewollt ist, steht unter Delta-Ferrit.
Temperaturführung: wo Glühen schadet
Ein Lösungsglühen wirkt nur, wenn die Temperaturführung stimmt. Laut Merkblatt 827 kann sich bei vielen austenitischen Stählen bei 500 bis 600 °C Ferrit ausscheiden, wenn das Material etwa 30 bis 60 Minuten in diesem Bereich gehalten wird. Für Duplex-Stähle warnt ISER-Merkblatt 823 (5. Auflage 2019): Bei zu langsamer Abkühlung oder zu langen Verweilzeiten um 800 °C können sich intermetallische Phasen wie die Sigma-Phase ausscheiden; schon 1 % Sigma-Phase halbiert laut Merkblatt die Kerbschlagarbeit.
Einordnung: Deshalb gehören zu jedem Glühauftrag nicht nur Glühtemperatur und Haltezeit, sondern auch Aufheiz- und Abkühlbedingungen — und ein Nachweis, dass sie eingehalten wurden. Laut ISER/IMOA-Leitfaden kann eine lange Behandlungsdauer außerdem inakzeptablen Verzug auslösen; bei fertig geschweißten Bauteilen ist das ein eigenes Risiko.
Lösungsglühen nach dem Schweißen — selten nötig
Für geschweißte Bauteile empfehlen die Merkblätter, das Glühen über die Werkstoffwahl zu vermeiden. Laut ISER-Merkblatt 823 sind austenitische Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (≤ 0,03 % C) auch bei Wanddicken über 6 mm ohne Wärmenachbehandlung gegen interkristalline Korrosion sicher; alternativ kommen mit Titan oder Niob stabilisierte Stähle in Frage. Diese Güten sollten deshalb für geschweißte Bauteile bevorzugt werden. Merkblatt 821 bestätigt, dass stabilisierte und kohlenstoffarme Sorten im geschweißten beziehungsweise sensibilisierten Zustand beständig sind, soweit DIN EN 10088-2 und -3 das für die jeweilige Erzeugnisform und Abmessung angeben.
The Welding Institute (TWI) hält ebenso fest, dass die meisten austenitischen Schweißkonstruktionen keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen benötigen.
Einordnung: Ein Lösungsglühen nach dem Schweißen kommt deshalb vor allem in Frage, wenn der Auftrag es vorschreibt, wenn eine nicht kohlenstoffarme Güte dickwandig geschweißt werden musste oder wenn Kaltverformung und Magnetismus rückgängig gemacht werden sollen. Es ist eine Entscheidung vor der Fertigung, keine Reparatur danach.
Folgen für Verfahrensprüfung und Schweißanweisung
Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist in ISO 15614-1:2017 eine wesentliche Einflussgröße. Abschnitt 8.4.11 lässt das Hinzufügen oder Weglassen einer Wärmebehandlung nach dem Schweißen nicht zu (im Original „Addition or deletion of post-weld heat-treatment is not permitted“). Die Werkstoffgruppen nach ISO/TR 15608, für die Buchstabe a getrennte Qualifizierungen je Art der Wärmebehandlung verlangt, schließen die Duplex-Stähle der Gruppe 10 ein. Die austenitischen Stähle der Gruppe 8 stehen dort nicht; für sie gilt Buchstabe b — eine Wärmebehandlung innerhalb eines festgelegten Temperaturbereichs. Wer lösungsgeglühte Schweißnähte liefern will, braucht also eine Verfahrensprüfung, bei der das Prüfstück ebenso geglüht wurde.
Zwei weitere Stellen der Norm hängen daran. Nach Abschnitt 7.3 muss eine festgelegte Wärmebehandlung abgeschlossen sein, bevor das Prüfstück zerstörungsfrei geprüft wird. Und nach Abschnitt 8.4.9 gilt die Begrenzung der Zwischenlagentemperatur nicht, wenn ein austenitischer Werkstoff nach dem Schweißen lösungsgeglüht wird (zitiert nach BS EN ISO 15614-1:2017; Originalwortlaut englisch).
Einordnung: In die Schweißanweisung gehört die Wärmebehandlung deshalb mit Temperaturbereich und den Angaben, die die Verfahrensprüfung abdeckt; ein geglühtes Bauteil, dessen WPS keine Wärmebehandlung enthält, ist von dieser WPS nicht gedeckt.
Zunder nach dem Glühen
Laut ISER/IMOA-Leitfaden führt ein Glühen an Luft zu Zunder, der anschließend durch Entzundern und Beizen entfernt werden muss. Laut Merkblatt 821 ist eine metallisch saubere Oberfläche die Grundvoraussetzung für die Korrosionsbeständigkeit; verzunderte Oberflächen sind durch Strahlen, Schleifen, Bürsten und/oder Beizen in diesen Zustand zu bringen. Wie gebeizt und passiviert wird, steht unter Edelstahl beizen und passivieren.
Was in den Glühauftrag und die Unterlagen gehört
Einordnung: Lösungsglühen wird meist an eine Lohnhärterei vergeben. Damit das Ergebnis nachweisbar ist, nennt der Auftrag mindestens den Werkstoff mit Werkstoffnummer, die Glühtemperatur nach Norm oder Datenblatt, die Haltezeit, die Abkühlart (Wasser oder Luft, wie es Merkblatt 821 nennt) und die geforderte Oberfläche danach. Zurück kommt ein Glühprotokoll mit Temperaturverlauf, das dem Bauteil und der Schweißanweisung zugeordnet wird.
EdelstahlNorm führt keine Öfen und steuert keine Wärmebehandlung. Die Software führt die Nachweise der Schweißtechnik — Schweißanweisungen, Verfahrensprüfungen mit Werkstoffgruppen nach ISO 15608, Schweißerqualifikationen, Zusatzwerkstoffe und Prüfmittel.
Dieser Text ist eine Einordnung, keine Rechtsberatung und kein Normersatz. Grundlage sind ISER-Merkblatt 821 „Edelstahl Rostfrei – Eigenschaften“, 5. Auflage 2014, ISER-Merkblatt 823 „Schweißen von Edelstahl Rostfrei“, 5. Auflage 2019, ISER-Merkblatt 827 „Magnetische Eigenschaften nichtrostender Stähle“, 1. Auflage 2013, ISER-Merkblatt 830 „Edelstahl Rostfrei in chloridhaltigen Wässern“, 3. Auflage 2012, der Leitfaden „Verarbeitung austenitischer nichtrostender Stähle“ (ISER/IMOA, 1. Auflage 2021), die Werkstoffdatenblätter 1.4301 von thyssenkrupp Materials (Stand 03.2020) und Swiss Steel (Acidur 4301), die TWI-FAQ zur Wärmebehandlung austenitischer Schweißnähte (Abruf jeweils 05.10.2026) und BS EN ISO 15614-1:2017; maßgeblich ist der Wortlaut der jeweils gültigen Fassung.