I vårt senaste blogginlägg behandlade vi de tre stegen i värmebehandlingen som omfattar uppvärmning av metallen till en viss temperatur (uppvärmningssteget), att hålla den vid den temperaturen under en viss tid (blötläggningssteget) och att kyla ner den till rumstemperatur med en metod som beror på metalltypen och de önskade egenskaperna (kylsteget). I det här inlägget tar vi upp de fyra grundläggande typerna av värmebehandling som stål genomgår idag: glödgning, normalisering, härdning och anlöpning.
Låt oss tillgodose dina värmebehandlingsbehov
Kloeckner samarbetar med en rad olika partners inom värmebehandlingsstål för att förse våra kunder med kvalitetsdetaljer som motsvarar deras specifikationer. Vi erbjuder nyckelfärdiga, värmebehandlade produkter från vårt rikstäckande lager av plåt, stång och plåt.
Förfrågan om offert
Värmebehandlingsstål: Glödgning
Syftet med glödgning är att göra motsatsen till härdning. Man glödgar metaller för att lindra spänningar, mjuka upp metallen, öka duktiliteten och förbättra deras kornstrukturer.
Och utan ett lämpligt förvärmningsskede kan svetsning leda till en metall med ojämna temperaturer, till och med smälta områden intill områden som har rumstemperatur. Under dessa omständigheter kan svetsning göra metallen svagare: när svetsen blir kallare utvecklas inre spänningar vid sidan av hårda och spröda fläckar. Glödgning är ett sätt att åtgärda vanliga problem som dessa och lindra inre spänningar.
Glödgning av stål
För att glöda stål och andra järnmetaller för att åstadkomma högsta möjliga duktilitet måste du värma upp metallen långsamt till lämplig temperatur, blötlägga den och sedan låta den svalna långsamt genom att antingen gräva ner den i något slags isolerande material eller genom att helt enkelt stänga av ugnen och låta både ugnen och detaljen svalna långsamt tillsammans.
Mängden tid som du låter metallen blötlägga beror både på metallens typ och dess massa. Om det är ett stål med låg kolhalt kräver det högsta möjliga glödgningstemperatur och när kolhalten ökar kommer glödgningstemperaturen att sjunka. Om du vill veta mer om glödgning kan du läsa vår guide om glödgning för en längre förklaring.
Värmebehandling av stål: Normalisering
Syftet med normalisering är att avlägsna eventuella inre spänningar från värmebehandling, bearbetning, smide, formning, svetsning eller gjutning. Metallfel kan uppstå på grund av okontrollerade spänningar, så normalisering av stål före eventuell härdning kan bidra till att säkerställa att projekten blir framgångsrika.
Vad är skillnaden mellan glödgning & och normalisering?
Normalisering gäller endast järnhaltiga metaller som stål. Men det finns ytterligare en viktig skillnad i värmebehandlingsprocessen: Vid normalisering luftkyls metallen efter att den värmts upp till en högre temperatur efter att den tagits ut ur ugnen.
Normaliserat stål är starkare än glödgat stål. Med både hög hållfasthet och hög duktilitet är det hårdare än glödgat stål. Om metalldelen måste tåla slag eller ha maximal seghet för att motstå yttre påfrestningar rekommenderas vanligtvis att den normaliseras snarare än glödgas.
Då normaliserade metaller luftkyls är metallens massa en viktig faktor som bestämmer kylningshastigheten och den resulterande delens hårdhetsnivå. Under normaliseringen kommer tunnare bitar att kylas snabbare i luften och bli hårdare än tjockare bitar. Men vid glödgning och dess ugnskylning kommer hårdheten hos både tjocka och tunna delar att vara jämförbar.
Värmebehandling av stål: Härdning
Avsikten med härdning är inte bara att härda stålet, utan också att göra det starkare. Tyvärr finns det inte bara fördelar med härdning. Även om härdning ökar styrkan minskar den också duktiliteten och gör metallen sprödare. Efter härdningen kan du behöva härda metallen för att ta bort en del av sprödheten.
För att härda de flesta stål skulle du använda de två första stegen av värmebehandling (långsam temperaturvärme följt av blötläggning genom en specificerad tid till en enhetlig temperatur), det tredje steget är annorlunda. När man härdar metaller kyler man dem snabbt genom att sänka dem i vatten, olja eller saltlake. De flesta stål kräver snabb kylning, så kallad avkylning, för att härdas, men det finns några få som framgångsrikt kan luftkylas.
När legeringar läggs till i stålet minskar den kylningshastighet som krävs för att härda det. Det finns en silverlinje i detta: den långsammare kylningshastigheten minskar risken för antingen sprickbildning eller skevhet. Kolstålets hårdhet beror på kolhalten: upp till 0,80 % kol ökar förmågan att härda tillsammans med kolhalten. Vid mer än 0,80 % kan man öka slitstyrkan på grund av att hård cementit bildas, men man kan inte öka hårdheten.
När man lägger till legeringar till stål för att öka dess hårdhet ökar man också kolets förmåga att härdas och stärkas. Det innebär att den kolhalt som behövs för att åstadkomma den högsta hårdheten är lägre i legerade stål jämfört med stål med vanligt kol. Därför ger legerade stål vanligtvis bättre prestanda än vanliga kolstål. .
När kolstål härdas måste stålet kylas ned till under 1000°F på mindre än en sekund. Men när man lägger till legeringar till stålet och ökar kolets effektivitet ökar man denna tidsgräns till mer än en sekund. Det gör att du kan välja ett långsammare avkylningsmedium för att få den specificerade hårdheten.
Typiskt släckes kolstål i saltvatten eller vatten, medan legerade stål släckes i olja. Tyvärr är släckning en process som ger upphov till höga inre spänningar och för att avlasta stålet är ett alternativ att härda det. Precis innan detaljen blir kall tar man ut den ur släckningsbadet vid en temperatur på 200°F och låter den luftkylas. Temperaturområdet från rumstemperatur till 200°F kallas ”sprickningsområdet”, och du vill inte att stålet i släckningsmediet ska passera genom det. Läs vidare för att lära dig mer om anlöpning.
Värmebehandling av stål: Temperering
När du har härdat en metall, oavsett om det är genom fall eller flamma, och infört inre spänningar efter den snabba nedkylning som är inneboende i processen, är stålet ofta både hårdare än vad som behövs och för sprött. Svaret kan vara att härda stålet för att minska sprödheten och avlägsna eller lindra de inre spänningarna.
Under anlöpning:
- Härdar stålet till en bestämd temperatur under dess härdningstemperatur
- Håller stålet vid den temperaturen under en bestämd tidsperiod
- Håller stålet vid den temperaturen under en bestämd tidsperiod
- Kylerar stålet, vanligtvis i stillastående luft
Om det här låter bekant så har du rätt! Härdning består av samma tre steg som värmebehandling. Den största skillnaden är temperaturen vid anlöpningen och dess effekt på hårdhet, hållfasthet och naturligtvis duktilitet.
När du anlöpar en ståldel minskar du hårdheten som orsakades av härdningen och du utvecklar vissa fysikaliska egenskaper. Härdning följer alltid på härdning och samtidigt som den minskar sprödheten mjukar den också upp stålet. Tyvärr är det oundvikligt att stålet mjukgörs vid härdning. Men mängden hårdhet som du förlorar kan kontrolleras utifrån temperaturen under anlöpningen.
Men medan de andra värmebehandlingsprocesserna glödgning, normalisering och härdning alltid innefattar temperaturer över metallens övre kritiska punkt, sker anlöpning alltid vid temperaturer under den.
När man återuppvärmer stål som har härdats börjar man anlöpningen vid 212°F och fortsätter tills man närmar sig den lågkritiska punkten. För att välja den hårdhet och hållfasthet du vill ha kan du förinställa anlöpningstemperaturen. Minimikravet för anlöpning bör vara en timme om delen är mindre än en tum tjock; om den är mer än en tum tjock kan du lägga till ytterligare en timme för varje ytterligare tum tjocklek.
Avkylningshastigheten från anlöpning har ingen effekt på de flesta stålsorter. När du tar ut en ståldel ur härdningsugnen kyler du den vanligtvis i stillastående luft, precis som vid normaliseringsprocessen. Men som med alla de olika värmebehandlingsprocesserna finns det vissa skillnader som ligger utanför ramen för det här blogginlägget.
Om du är intresserad av anlöpning ska du bara veta att anlöpning lindrar inre spänningar från släckning, minskar sprödhet och hårdhet och kan faktiskt öka draghållfastheten hos härdat stål när det anlöpas upp till en temperatur på 450°F; över 450°F minskar draghållfastheten.
Kloeckner samarbetar med en rad partners för värmebehandling av stål för att förse våra kunder med kvalitetsdelar som motsvarar deras specifikationer. Vi erbjuder nyckelfärdiga, värmebehandlade produkter från vårt rikstäckande lager av plåt, stång och plåt. Kontakta Kloeckner Louisville eller ring (678) 259-8800 för dina behov av värmebehandling.
Låt oss möta dina värmebehandlingsbehov
Kloeckner arbetar med en rad olika stålpartners för värmebehandling för att förse våra kunder med kvalitetsdelar som motsvarar deras specifikationer. Vi erbjuder nyckelfärdiga, värmebehandlade produkter från vårt rikstäckande lager av plåt, stång och plåt.
Förfrågan om offert
