Syfte med härdning
Syftet med härdning är alltid att öka stålets hållfasthet eller dess mekaniska motstånd. I vissa fall kan detta vara nödvändigt för vissa tillämpningar om hårdheten som kan uppnås inte kan uppnås genom att välja lämplig stållegering.
Genom härdning
Genom härdning förstås som en strukturförändring i stålet för större hållfasthet, som sträcker sig över hela arbetsstyckets tvärsnitt. Detta är inte nödvändigtvis fallet med andra härdningsprocesser. I så kallad fallhärdning å andra sidan härdas inte stålet genom, utan endast ytan på stålet är härdat.
Huvudhärdningsprocesser
Bortsett från fallhärdning, som är en speciell form av härdning, finns det några andra viktiga härdningsprocesser:
- Transformationshärdning
- Arbetshärdning
- Nederbörd härdning
Transformationshärdning
Omvandlingshärdningsprocessen är den viktigaste och mest använda formen av härdning av stål. Den fungerar genom att omvandla ferritiskt järn till en annan mikrostruktur, nämligen till austenitiskt järn.
Transformationshärdningsprocess
Omvandlingsprocessen är kemiskt mycket komplex. I slutet av processen bildas så kallad martensit (en speciell struktur med hög hållfasthet) i järnet på grund av den högre mängden fritt tillgängligt kol.
Martensitbildning kan regleras via temperaturskillnaden (kyltemperatur). Ju lägre kyltemperatur och ju högre kylhastighet, desto mer martensit bildas och desto hårdare blir stålet efter att härdningen är klar. Olika kylmedier används:
- vatten
- olja
- luft
- rena gaser
Krav på härdbarhet
Kolhalten i stålkvaliteten avgör hur bra stål kan härdas. Det är därför som olegerat stål med låg kolhalt först måste karbureras (som beskrivs under fallhärdande stål). Kromnivån i stålkvalitet avgör däremot hur djupt ett arbetsstycke kan härdas. Ju högre krominnehåll, desto bättre härdbarhet.
Arbetshärdning
Arbetshärdning är en process som påverkar stålets hårdhet jämförelsevis mindre. Om du deformerar stål med vissa metoder ändras dess tätningstäthet. Det är då svårare att deformera och ökar styrkan. Dess elastiska gräns ökar också. Sådan fördeformation kan exempelvis utföras genom att rulla stålet.
Nederbörd härdning
Nederbördshärdning fungerar bara under vissa förhållanden och inte med alla legeringar. Legeringsmetallerna måste ha vissa egenskaper så att denna typ av härdning kan utföras.
metod
Först värms legeringen upp i en sådan utsträckning att de planerade utfällningselementen går i lösning. Temperaturen får varken vara för hög eller för låg så att resultatet av härdning eller sammanhållningen av legeringen inte äventyras. Sedan släcks den och strukturen inuti förändras. De tidigare lossade elementen är nu fint fördelade i metallen och förhindrar att förskjutningarna rör sig. Detta ökar metallens hållfasthet.
tips och tricks
Efter härdning måste ett stål också härdas. Anlöpning värms upp till en viss temperatur för att frigöra stålet från dess inre spänningar efter härdning. Beroende på temperaturen ändras härdningen även stålets egenskaper. För höga temperaturer leder till att stålets seghet förloras.
