Wärmebehandlung beschreibt in der Metallverarbeitung Verfahren zur Einstellung technologischer Eigenschaften von Werkstoffen bei erhöhten Temperaturen. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie immer in einem Temperaturbereich stattfinden, in dem das Wärmebehandlungsgut im festen Zustand ist.
Es können allerlei Werkstoffe speziell zur Erhöhung der Festigkeit wärmebehandelt werden, z.B. bestimmte Legierungen des Aluminiums und Titans (Aushärten) und des Kupfers. Für die Wirtschaftlichkeit eines Werkzeuges oder Bauteiles z.B. ist die sorgfältige Wärmebehandlung von ausschlaggebender Bedeutung.
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