Jak ta metoda twardnieje stal
Hartowanie to szybki sposób doprowadzenia metalu do temperatury pokojowej po obróbce cieplnej (takiej jak odpuszczanie, normalizowanie lub odprężanie), aby zapobiec procesowi chłodzenia radykalnie zmieniającemu mikrostrukturę metalu. Hartowanie powoduje utwardzanie stali w tej samej temperaturze, w której następuje pełne wyżarzanie.
Jak wykonywane jest wygaszanie?
W celu przeprowadzenia procesu hartowania można zastosować polimery specjalne, konwekcję z wymuszonym obiegiem powietrza, świeżą wodę, słoną wodę i olej.
Woda jest skutecznym medium, gdy celem jest uzyskanie stali do osiągnięcia maksymalnej twardości. Jednak użycie wody może doprowadzić metal do pęknięcia lub zniekształcenia. Jeśli ekstremalna twardość nie jest konieczna, zamiast tego w procesie hartowania można zastosować inne media, takie jak olej mineralny, olej wielorybi lub olej bawełniany.
Wpływ szybkości chłodzenia
Przy wolniejszym tempie hartowania, siły termodynamiczne mają więcej możliwości zmiany mikrostruktury. Czasami ten wynik jest preferowany, dlatego do wykonania hartowania używa się różnych mediów. Na przykład olej ma szybkość hartowania znacznie niższą niż woda. Hartowanie w ciekłym medium wymaga mieszania cieczy wokół kawałka metalu w celu redukcji pary wodnej z powierzchni. Kieszenie pary przeciwdziałają chłodzeniu powietrzem, dopóki nie wyparują.
Dlaczego wykonywane jest gaszenie?
Często stosowane do hartowania stali, hartowanie wodą od temperatury powyżej temperatury austenitycznej spowoduje uwięzienie węgla wewnątrz austenitycznej listwy.
Prowadzi to do twardej i kruchej fazy martenzytycznej. Austetyt odnosi się do stopów żelaza z podłożem gamma-żelaza, a martenzyt jest twardym rodzajem stalowej struktury krystalicznej. Hartowany martenzyt ze stali jest bardzo kruchy i zestresowany. W rezultacie hartowana stal zwykle przechodzi proces odpuszczania.
Zazwyczaj stal będzie następnie hartowana w olejach, solach, kąpielach ołowiowych lub w piecach z cyrkulacją powietrza przez wentylatory w celu przywrócenia części plastyczności (zdolność do wytrzymywania naprężeń rozciągających) i wytrzymałości utraconej przez konwersję do martenzytu. Po hartowaniu metalu chłodzi się go szybko, powoli lub wcale, w zależności od okoliczności, szczególnie, czy dany metal jest podatny na kruchość po odpuszczeniu.
Oprócz temperatur martenzytu i austenitu, obróbka cieplna metalu obejmuje temperatury ferrytu, perlitu, cementytu i bainitu. Transformacja ferrytu delta występuje, gdy żelazo jest ogrzewane do postaci żelaza o wysokiej temperaturze. Według The Welding Institute w Wielkiej Brytanii stanowi on "o chłodzeniu niskich stężeń węgla w stopach żelazowo-węglowych ze stanu ciekłego przed przekształceniem w austenit".
Perlit powstaje podczas powolnego schładzania stopów żelaza. Bainit występuje w dwóch formach: górnej i dolnej bainitu. Jest wytwarzany przy niższych szybkościach chłodzenia wolniej niż tworzenie martenzytu, ale przy większej szybkości chłodzenia niż ferryt i postać perlitu.
Hartowanie zapobiega rozkładowi stali z austenitu na ferryt i cementyt. Celem jest dojście stali do fazy martenzytycznej.