Herding

Herding er ein vanleg prosess i produksjonen av verktøystål og andre delar som må tole høg slitasje. Stålet blir først varma opp til eit bestemt temperaturområde. Deretter blir det kjølt raskt ned, vanlegvis i olje eller vatn. Denne prosessen gjer stålet hardare og sterkare, men han kan òg gjere det sprøtt.

Det er typen legering som avgjer kva temperatur stålet må varmast opp til før nedkjøling. Temperaturen som krevst, kallar vi omdanningstemperatur eller herdetemperatur, og han ligg vanlegvis i området mellom 730 °C og 900 °C. Denne temperaturen kallar ein herdetemperatur. Andre namn på denne temperaturen er omvandlingstemperatur og kritisk temperatur.

Karbon senkar smeltepunktet til stål. Stål med høgare karboninnhald (opp til 0,83 % karbon) krev derfor lågare herdetemperatur.

For å få eit stål med dei eigenskapane vi ønsker, må vi kontrollere temperaturar, avkjølingshastigheiter og tempereringstider under herdeprosessen nøye.

Herdingsprosessen består av fleire trinn: oppvarming, avkjøling og anløping. Det siste trinnet er valfritt, men det blir tilrådd.

Oppvarming

Stålet blir først oppvarma til ein høg temperatur, vanlegvis over herdetemperatur. Ved denne temperaturen blir stålet mjukt, og krystallstrukturane i stålet kan endre seg. Herdetemperaturen er avhengig av stål- og legeringstype.

Avkjøling

Etter oppvarming må temperaturen på stålet senkast veldig raskt og med rett avkjølingshastigheit. Det er avgjerande for at stålet skal få dei mekaniske eigenskapane vi ønsker oss.

Til avkjøling bruker vi væske, anten vatn eller ei spesiell herdeolje. Skal du bruke vatn, er det best om vatnet har stått ei stund og blitt "dødt", altså at det ikkje inneheld så mykje oksygen. Du kan òg tilsette salt for å betre eigenskapane til vatnet.

Endra krystallstruktur

Den raske avkjølinga får krystallstrukturen i stålet til å endre seg. Atoma og molekyla i stålet går over i ein nålestruktur som gjer stålet veldig hardt, men òg sprøare. Nålestrukturen gjer også at stålet har kraftige innvendige spenningar.

Kva slags krystallstrukturar vi får, avheng av temperaturar og avkjøling. Dei ulike strukturane har eigne namn, til dømes martensitt, perlitt, austenitt og ferritt.

Anløping

Etter herding blir stålet vanlegvis anløpt. Det vil seie at vi varmar det opp til ein relativt låg temperatur og lar det avkjøle sakte. Denne prosessen justerer krystallstrukturen slik at stålet blir seigare ogå toler større belastning. Kva temperatur du skal varme til, avheng av kor hardt eller seigt du ønsker stålet.

Vi herdar eit stål for å oppnå ein eigenskap stålet i utgangspunktet ikkje har. I tabellen under finn du nokre døme som viser kva eigenskapar vi er ute etter ved herding av stål, og kva slags herdingsteknikkar vi bruker for å oppnå dei.