Hopp til innhald
Fagartikkel

Varmebehandling av stål

Stål forandrar eigenskapar når det blir utsett for varme. Ved å varmebehandle stålet på ulike måtar kan vi få eit stål med heilt unike eigenskapar.

Kva er varmebehandling av stål?

Varmebehandling av stål er ein viktig metallurgisk prosess. Vi utfører ein kontrollert oppvarmings- og kjøleprosess og forandrar på den måten dei mekaniske eigenskapane og mikrostrukturen til stålet. Stålet får då ulike eigenskapar avhengig av

  • kva temperatur du varmar stålet til

  • kor lenge stålet er varmt

  • kor raskt det blir kjølt ned

Video: Leidar Norway AS / CC BY-SA 4.0

Formålet med varmebehandling

Det primære formålet med varmebehandling er å betre eigenskapane til stålet, mellom anna hardleik, seigleik (duktilitet), styrke, formbarheit og slitestyrke. Stål har mange bruksområde, og ulike bruksområde krev stål med ulike eigenskapar.

ulike formål med varmebehandling

Formål

Endring i eigenskapar

Betre mekaniske eigenskaparVi kan endre krystallstrukturen i stålet gjennom varmebehandling og på den måten betre mekaniske eigenskapar som hardleik, duktilitet (seigleik) og styrke.
Redusere indre spenningarVarmebehandling kan redusere indre spenningar i stål. Dette gjer vi for å hindre at stålet blir deformert eller knekk ved mekanisk belastning.
Gjere stålet lettare å tilarbeideNokre varmebehandlingsmetodar kan gjere stål lettare å tilarbeide, forme eller sveise. Slik blir det meir allsidig og brukarvennleg.
Auke slitestyrkenVed å herde overflatelaga kan varmebehandling gjere stålet meir motstandsdyktig mot slitasje og nedbryting.

Materiale som eignar seg til varmebehandling

Stållegeringa vi jobbar med, avgjer kva temperaturar vi skal bruke. Legeringa påverkar også kor godt sluttresultatet blir.

Karbonstål

Karbonstål godt på varmebehandling og er derfor den mest vanlege typen stål som blir brukt i varmebehandlingsprosessar.

Legert stål

Legert stål inneheld tilsettingsstoff som krom, nikkel, molybden og andre element som betrar eigenskapane til stålet og gjer at det toler ulike varmebehandlingsmetodar.

Verktøystål

Verktøystål er spesielt utvikla for å tole ekstreme forhold. Slikt stål blir ofte varmebehandla fordi det treng eigenskapar som høg hardleik og slitasjemotstand.

Varmebehandlingsprosessar

Innan industrien blir det nytta mange ulike varmebehandlingsteknikkar for å framstille stål med spesielle eigenskapar. Dei vanlegaste teknikkane er herding, anløping og gløding.

Herding

Herding er ein prosess der stålet blir oppvarma til eit bestemt temperaturområde og deretter raskt avkjølt. Dette resulterer vanlegvis i ein hard, men men likevel skjør struktur som kan bli justert gjennom anløping. Vanleg herdetemperatur ligg i området mellom 750 °C og 850 °C, avhengig av ståltype og legeringar.

Anløping

Anløping er ein prosess som reduserer hardleiken og aukar seigleiken i stål etter herding. Stålet blir først oppvarma til ein moderat temperatur. Deretter blir det gradvis avkjølt slik at det får dei mekaniske eigenskapane vi ønsker oss.

Temperatur for anløping ligg til vanleg i området mellom 210°C og 300°C, avhengig av ståltype, legering og ønskt eigenskap.

Gløding

Gløding er ein prosess der stålet blir oppvarma til ein kritisk temperatur og deretter halden ved denne temperaturen. Formålet med gløding er å redusere indre spenningar og gjere stålet lettare å tilarbeide. Avkjølinga skjer gradvis for å oppnå ein meir stabil krystallstruktur.

For vanleg mjukgløding blir stålet varma opp til herdetemperatur før det blir avkjølt med 10 °C per time, ned til ca 550 °C. Deretter kan stålet avkjølast i vatn eller olje.

Normalisering

Normalisering er ein glødemetode der stålet blir avkjølt i luft, ikkje i omnen. Denne metoden er mykje brukt, men han gir ikkje eit så kontrollert resultat som vanleg gløding. Normalisering gir ein finare og jamnare kornstruktur etter herding og reduserer risikoen for deformasjon og sprekkdanning.

Ved normalisering blir stålet varma opp til ein temperatur som ligg 20 °C til 50 °C over omdanningstemperaturen (herdetemperaturen).