Herding av stål: 6 trinn (med bilder)

Innhold

Trinn
Advarsler

Stål er en jernlegering som blant annet brukes i konstruksjon og til fremstilling av metallverktøy. I applikasjoner hvor stål utsettes for mye slitasje, må det herdes og deretter herdes slik at det egner seg til det det er beregnet for. Med riktig verktøy og litt øvelse kan du herde stål før du vet ordet av det.

Trinn

1. Start med stål med tilstrekkelig karboninnhold. Herding av stål får karbonstrukturen til å krystallisere, på samme måte som kull eller grafitt blir til diamanter på grunn av varmen og trykket i jorden. Uten å være legert med andre metaller, må stål ha et karboninnhold på ca. 0,6 prosent eller høyere for å bli herdet. Denne typen stål kalles høykarbonstål eller verktøystål (stållegeringer som sølvstål og måleplate er også høykarbonstål).

Middels karbonstål med et karboninnhold på 0,4 til 0,55 prosent kan også herdes, men denne typen stål må legeres med andre metaller slik at stålet kan herdes grundigere.
Mykere stål med et karboninnhold på 0,4 prosent eller mindre kan ikke herdes direkte. Disse kan imidlertid belegges med andre materialer for å gjøre dem hardere i en prosess som kalles herding.

2. Varm opp stålet. Varm opp hele stålstykket sakte først. Konsentrer deretter varmen på området som skal herdes, for eksempel en meiselspiss eller skrutrekkerspiss, til området er rødglødende.

3. Slukk stålet i en væske. Senk det varme stålet i en væske eller gass for å avkjøle det raskt, noe som vil herde metallet. Forskjellige væsker kan brukes til slokking.

Olje er mest brukt til bråkjøling, spesielt hvis du er usikker på den nøyaktige kjemiske sammensetningen til stålet. Vanlige oljer er vegetabilsk olje, mineralolje, bomullsfrø eller hvalolje. Olje avkjøler stålet langsommere enn vann, noe som gjør det mindre utsatt for å gå i stykker, men herder stålet like godt som vann. Komplekse stål som de fleste moderne flerlegerte stål har en tendens til å gå i stykker hvis de bråkjøles for raskt, for eksempel med vann. Hvis bobler får dannes, bremser de avkjølingsprosessen og skaper bløte flekker i metallet, slik at slukkevæsken vanligvis omrøres for å forhindre at bobler dannes. Slokkeoljer kan danne røyk, sprut og søl, og utgjøre en potensiell brannfare hvis den ikke kontrolleres på riktig måte.

Saltvann slukker varmt stål raskere enn vanlig vann fordi saltet gjør at bobler forsvinner raskere. Det må imidlertid skylles ut umiddelbart, da det salte stålet korroderer raskere enn ferskvann.

Glykolpolymerer faller mellom vann og olje når det gjelder bråkjøling, med graden av kjøling avhengig av mengden glykol. Dette korroderer stålet mindre enn vann og er mindre sannsynlig å antennes enn olje, men forholdet mellom polymer og vann må overvåkes kontinuerlig for å sikre konsistente resultater.

Kryogen væske brukes for å forhindre at myke og sprø flekker dannes, og det tvinger stålet til å herdes grundigere. Disse væskene er mer sannsynlig å bli brukt på stål med høyt karbon enn medium karbon.

4. Rengjør prøven. Dette fjerner slukkevæsken og forbereder stålet for herding. Hvis en annen væske enn vann har blitt brukt til å bråkjøle stålet, kan vann brukes etterpå for å skylle stålet. Hvis ikke, kan et lett slipemiddel som poleringsstein også brukes.

5. Varm opp stålet igjen, men ikke for mye. Denne andre oppvarmingen tempererer stålet for å motvirke sprøheten forårsaket av herdeprosessen. Stålet kan varmes opp i en ovn eller et bad med olje, natrium- og kaliumnitrat eller bly. Temperaturen som stålet varmes opp til under herding avgjør hvor hardt stålet blir; jo høyere temperatur, jo mykere, men mindre sprø.

Under herding viser det oppvarmede stålet oksidfarger på overflaten som du kan utlede hvor varmt det er. Farger starter fra lys gul (ca. 200 grader Celsius) til lilla (300 grader Celsius). disse fargene brukes som en veiledning for temperering, avhengig av formålet med prøven. Legerte stål krever imidlertid høyere temperaturer for å oppnå en gitt farge enn karbonstål.

6. La stålet avkjøles. I motsetning til den raske avkjølingen under bråkjøling, kan stålet avkjøles raskt eller sakte, avhengig av de ønskede egenskapene til det ferdige stålet. Stållegeringer som blir sprø igjen etter herding bør imidlertid kun avkjøles sakte.