Hærdning af stål: 6 trin (med billeder)

Indhold

Trin
Advarsler

Stål er en jernlegering, der blandt andet bruges i byggeri og til fremstilling af metalværktøj. I applikationer, hvor stål er udsat for meget slid, skal det hærdes og derefter hærdes, så det er egnet til det formål, det er beregnet til. Med det rigtige værktøj og lidt øvelse vil du være i stand til at hærde stål, før du ved af det.

Trin

1. Start med stål med tilstrækkeligt kulstofindhold. Hærdning af stål får kulstofstrukturen til at krystallisere, på samme måde som kul eller grafit bliver til diamanter på grund af varmen og trykket i jorden. Uden at være legeret med andre metaller skal stål have et kulstofindhold på omkring 0,6 procent eller højere for at blive hærdet. Denne type stål kaldes kulstofstål eller værktøjsstål (stållegeringer såsom sølvstål og måleplade er også stål med højt kulstofindhold).

Mellem kulstofstål med et kulstofindhold på 0,4 til 0,55 procent kan også hærdes, men denne type stål skal legeres med andre metaller, så stålet kan hærdes mere grundigt.
Blødere stål med et kulstofindhold på 0,4 procent eller mindre kan ikke hærdes direkte. Disse kan dog belægges med andre materialer for at gøre dem hårdere i en proces, der kaldes saghærdning.

2. Varm stålet op. Varm først hele stålstykket langsomt op. Koncentrer derefter varmen på det område, der skal hærdes, såsom en mejselspids eller skruetrækkerspids, indtil området er rødglødende.

3. Sluk stålet i en væske. Nedsænk det varme stål i en væske eller gas for at afkøle det hurtigt, hvilket vil hærde metallet. Forskellige væsker kan bruges til slukning.

Olie bruges mest til bratkøling, især hvis du er usikker på stålets nøjagtige kemiske sammensætning. Almindeligt anvendte olier er vegetabilsk olie, mineralolie, bomuldsfrø eller hvalolie. Olie afkøler stålet langsommere end vand, hvilket gør det mindre tilbøjeligt til at gå i stykker, men hærder stålet lige så godt som vand. Komplekse stål som de fleste moderne flerlegerede stål har tendens til at gå i stykker, hvis de bratkøles for hurtigt, såsom med vand. Hvis bobler får lov at dannes, bremser de afkølingsprocessen og skaber bløde pletter i metallet, så slukningsvæsken omrøres normalt for at forhindre bobler i at dannes. Slukningsolier kan danne dampe, stænk og spild og udgøre en potentiel brandfare, hvis den ikke kontrolleres ordentligt.

Saltvand slukker varmt stål hurtigere end almindeligt vand, fordi saltet får bobler til at forsvinde hurtigere. Det skal dog skylles ud med det samme, da det salte stål korroderer hurtigere end ferskvand.

Glykolpolymerer falder mellem vand og olie med hensyn til quenching, hvor afkølingsgraden afhænger af mængden af glykol. Dette korroderer stålet mindre end vand og er mindre tilbøjelige til at antænde end olie, men forholdet mellem polymer og vand skal løbende overvåges for at sikre ensartede resultater.

Kryogen væske bruges til at forhindre bløde og skøre pletter i at dannes, og det tvinger stålet til at blive mere grundigt hærdet. Disse væsker er mere tilbøjelige til at blive brugt på stål med højt kulstof end medium kulstofstål.

4. Rengør prøven. Dette fjerner slukningsvæsken og gør stålet klar til anløbning. Hvis der er brugt en anden væske end vand til at bratkøle stålet, kan der efterfølgende bruges vand til at skylle stålet. Hvis ikke, kan et let slibemiddel som polersten også bruges.

5. Genopvarm stålet, men ikke for meget. Denne anden opvarmning hærder stålet for at modvirke skørheden forårsaget af hærdningsprocessen. Stålet kan opvarmes i en ovn eller et bad med olie, natrium- og kaliumnitrat eller bly. Den temperatur, som stålet opvarmes til under anløbning, bestemmer, hvor hårdt stålet bliver; jo højere temperatur, jo blødere, men mindre skør.

Under anløbning viser det opvarmede stål oxidfarver på overfladen, hvorfra du kan udlede, hvor varmt det er. Farver starter fra lys gul (ca. 200 grader Celsius) til lilla (300 grader Celsius). disse farver bruges som en guide til temperering, afhængigt af formålet med prøven. Legerede stål kræver dog højere temperaturer for at opnå en given farve end kulstofstål.

6. Lad stålet køle af. I modsætning til den hurtige afkøling under bratkøling kan stålet afkøles hurtigt eller langsomt, afhængigt af det færdige ståls ønskede egenskaber. Stållegeringer, der bliver sprøde igen efter anløbning, bør dog kun afkøles langsomt.