The 4 Types of Heat Treatment Steel Undergoes

In onze laatste blogpost hebben we de drie stadia van warmtebehandeling behandeld, waaronder het verhitten van het metaal tot een bepaalde temperatuur (de verhittingsfase), het gedurende een bepaalde tijd op die temperatuur houden (de inweekfase), en het afkoelen tot kamertemperatuur met een methode die afhangt van het type metaal en de gewenste eigenschappen (de afkoelingsfase). In dit bericht zullen we de vier basistypen warmtebehandeling behandelen die staal vandaag ondergaat: gloeien, normaliseren, harden en ontlaten.

Laat ons voldoen aan uw behoeften op het gebied van warmtebehandeling

Kloeckner werkt samen met een reeks partners op het gebied van warmtebehandeling van staal om onze klanten te voorzien van kwaliteitsonderdelen die voldoen aan hun specificaties. Wij bieden kant-en-klare, warmtebehandelde producten uit onze landelijke voorraad van plaat, bar, en blad inventory.

Vraag een offerte aan

Warmtebehandeling staal: Uitgloeien

Het doel van uitgloeien is het tegenovergestelde van harden te doen. U gloeit metalen om spanning te verlichten, het metaal zachter te maken, rekbaarheid te verhogen, en hun korrelstructuren te verbeteren.

Zonder een aangewezen voorverwarmingsstadium, kan het lassen tot een metaal met ongelijke temperaturen leiden, zelfs gesmolten gebieden naast gebieden die bij kamertemperatuur zijn. In die omstandigheden kan het lassen het metaal zwakker maken: naarmate de las koeler wordt, ontwikkelen zich interne spanningen naast harde en brosse plekken. Uitgloeien is een manier om veel voorkomende problemen als deze op te lossen en de inwendige spanningen te verlichten.

Gloeien van staal

Om staal en andere ferrometalen te gloeien om het hoogste niveau van vervormbaarheid te produceren, moet u het metaal langzaam verhitten tot de juiste temperatuur, het weken, en het dan langzaam laten afkoelen door het ofwel in een of ander isolerend materiaal te begraven, of door eenvoudig de oven uit te zetten en zowel de oven als het onderdeel samen langzaam te laten afkoelen.

Hoe lang u het metaal laat weken hangt af van zowel zijn type als zijn massa. Als het staal met een laag koolstofgehalte is, zal het de hoogst mogelijke gloeitemperatuur nodig hebben en, naarmate het koolstofgehalte toeneemt, zal de gloeitemperatuur dalen. Voor meer informatie over gloeien, kunt u onze gids over gloeien raadplegen voor een langere uitleg.

Warmtebehandeling staal: Normaliseren

Het doel van normaliseren is het verwijderen van eventuele interne spanningen als gevolg van warmtebehandeling, machinale bewerking, smeden, vormen, lassen of gieten. Metaalfalen kan het gevolg zijn van ongecontroleerde spanning, dus het normaliseren van staal vóór het harden kan helpen het succes van projecten te verzekeren.

Wat is het verschil tussen gloeien & normaliseren?

Normaliseren is alleen van toepassing op ferrometalen zoals staal. Maar er is nog een belangrijk verschil in het warmtebehandelingsproces: bij het normaliseren wordt het metaal, nadat het tot een hogere temperatuur is verhit, luchtgekoeld nadat het uit de oven is gehaald.

Genormaliseerd staal is sterker dan uitgegloeid staal. Met zowel hoge sterkte als hoge ductiliteit, is het taaier dan gegloeid staal. Als het metalen onderdeel tegen een stootje moet kunnen of een maximale taaiheid moet hebben om externe spanningen te weerstaan, wordt meestal aanbevolen om het te normaliseren in plaats van te gloeien.

Omdat genormaliseerde metalen luchtgekoeld zijn, is de massa van het metaal een belangrijke determinant van de afkoelsnelheid en de resulterende hardheidsgraad van het onderdeel. Tijdens het normaliseren, zullen dunnere stukken sneller in de lucht afkoelen en harder worden dan dikkere stukken. Maar bij het gloeien en de afkoeling in de oven zal de hardheid van zowel dikke als dunne stukken vergelijkbaar zijn.

Warmtebehandeling Staal: Harden

Het doel van harden is niet alleen om het staal te harden, maar ook om het sterker te maken. Helaas zijn er niet alleen maar plussen aan het harden. Hoewel harden de sterkte verhoogt, vermindert het ook de vervormbaarheid, waardoor het metaal brozer wordt. Na het harden kan het nodig zijn het metaal te temperen om wat van de broosheid te verwijderen.

Om de meeste staalsoorten te harden, zou u de eerste twee stadia van warmtebehandeling gebruiken (langzame temperatuurhitte, gevolgd door weken gedurende een bepaalde tijd tot een uniforme temperatuur), het derde stadium is verschillend. Wanneer men metalen hardt, koelt men ze snel af door ze in water, olie, of pekel te dompelen. De meeste staalsoorten vereisen snelle afkoeling, het zogenaamde quenchen, om gehard te worden, maar er zijn er een paar die met succes luchtgekoeld kunnen worden.

Als legeringen aan staal worden toegevoegd, neemt de afkoelsnelheid af die nodig is om het te harden. Er is een zilveren rand aan dit: de langzamere koelsnelheid vermindert het risico van of het barsten of het kromtrekken. De hardheid van koolstofstaal hangt af van het koolstofgehalte: tot .80% koolstof neemt het vermogen om te harden toe met het koolstofgehalte. Boven de .80% kan men de slijtvastheid verhogen door de vorming van hard cementiet, maar de hardheid kan men niet verhogen.

Wanneer je legeringen aan staal toevoegt om de hardheid te verhogen, verhoog je ook het vermogen van de koolstof om te harden en te versterken. Dat betekent dat het koolstofgehalte dat nodig is om de hoogste hardheid te verkrijgen, lager is bij gelegeerd staal dan bij gewoon koolstofstaal. Het resultaat is dat gelegeerd staal doorgaans betere prestaties levert dan gewoon koolstofstaal.

Wanneer koolstofstaal wordt gehard, moet het staal in minder dan één seconde worden afgekoeld tot minder dan 1000°F. Maar zodra u legeringen aan het staal toevoegt en de doeltreffendheid van de koolstof verhoogt, verhoogt u die tijdslimiet voorbij één seconde. Dat staat u toe om een langzamer dovend middel te kiezen om de gespecificeerde hardheid te krijgen.

Typisch wordt koolstofstaal in pekel of water afgekoeld, terwijl gelegeerd staal in olie wordt afgekoeld. Helaas is afschrikken een proces dat hoge inwendige spanningen veroorzaakt en, om het staal te ontlasten, is één optie het te temperen. Vlak voordat het onderdeel koud wordt, haalt men het uit het afschrikbad bij een temperatuur van 200°F en laat men het aan de lucht afkoelen. Het temperatuurbereik van kamertemperatuur tot 200°F wordt het “barstbereik” genoemd, en je wilt niet dat het staal in het afschrikmiddel er doorheen gaat. Lees verder om meer te leren over temperen.

Warmtebehandeling staal: Temperen

Nadat je een metaal hardt, of het nu door de kast of de vlam is, en interne spanningen introduceert na de snelle afkoeling die inherent is aan het proces, is staal vaak zowel harder dan nodig als te bros. Het antwoord kan zijn het staal te temperen om die broosheid te verminderen en de interne spanningen te verwijderen of te verlichten.

Tijdens het temperen, moet u:

• Verhit staal tot een vastgestelde temperatuur onder zijn hardingstemperatuur
• Houd het staal gedurende een bepaalde tijd op die temperatuur
• Koel het staal, meestal in stilstaande lucht

Als dit bekend klinkt, hebt u gelijk! Temperen bestaat uit dezelfde drie fasen als warmtebehandeling. Het belangrijkste verschil is de temperatuur van het temperen en het effect ervan op de hardheid, sterkte, en, natuurlijk, taaiheid.

Wanneer je een stalen onderdeel tempereert, verminder je de hardheid die door het harden werd veroorzaakt en ontwikkel je bepaalde fysische eigenschappen. Temperen volgt altijd op harden en, terwijl het de brosheid vermindert, maakt het staal ook zachter. Helaas is het zachter worden van staal bij temperen onvermijdelijk. Maar, de hoeveelheid hardheid die je verliest kan worden gecontroleerd op basis van de temperatuur tijdens het temperen.

Terwijl de andere warmtebehandelingsprocessen van gloeien, normaliseren en harden altijd temperaturen boven het bovenste kritische punt van het metaal omvatten, wordt ontlaten altijd gedaan bij temperaturen eronder.

Bij het heropwarmen van staal dat gehard is, begin je met ontlaten bij 212°F en ga je door tot je het lage kritische punt nadert. Om de hardheid en sterkte te kiezen die u wenst, kunt u de ontlaattemperatuur vooraf instellen. Het minimum voor ontlaten zou één uur moeten zijn als het onderdeel minder dan één inch dik is; als het meer dan één inch dik is, kunt u nog een uur toevoegen voor elke extra inch dikte.

De snelheid van afkoelen van ontlaten heeft geen effect op de meeste staalsoorten. Nadat u een stalen onderdeel uit de ontlaatoven hebt gehaald, koelt u het gewoonlijk in stilstaande lucht, net zoals u dat tijdens het normalisatieproces zou doen. Maar, zoals met alle verschillende warmtebehandelingsprocessen, zijn er enkele verschillen die buiten het bestek van dit blogbericht vallen.

Als je geïnteresseerd bent in temperen, weet dan dat temperen de interne spanningen van het afschrikken verlicht, de brosheid en hardheid vermindert, en de treksterkte van gehard staal daadwerkelijk kan verhogen als het wordt getemperd tot een temperatuur van 450°F; boven 450°F neemt de treksterkte af.

Kloeckner werkt met een reeks partners op het gebied van warmtebehandelingsstaal om onze klanten te voorzien van kwaliteitsonderdelen die aan hun specificaties voldoen. Wij bieden kant-en-klare, warmtebehandelde producten uit onze landelijke voorraad van plaat, bar, en blad inventaris. Neem contact op met Kloeckner Louisville of bel (678) 259-8800 voor uw warmtebehandelingsbehoeften.

Laat ons voldoen aan uw behoeften op het gebied van warmtebehandeling

Kloeckner werkt samen met een reeks partners op het gebied van warmtebehandelingsstaal om onze klanten te voorzien van kwaliteitsonderdelen die voldoen aan hun specificaties. Wij bieden kant-en-klare, warmtebehandelde producten uit onze landelijke voorraad van plaat, bar, en blad inventory.

Vraag een offerte aan