Varmebehandling av stål
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
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.
Formål | Endring i eigenskapar |
|---|---|
| Betre mekaniske eigenskapar | Vi kan endre krystallstrukturen i stålet gjennom varmebehandling og på den måten betre mekaniske eigenskapar som hardleik, duktilitet (seigleik) og styrke. |
| Redusere indre spenningar | Varmebehandling 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 tilarbeide | Nokre varmebehandlingsmetodar kan gjere stål lettare å tilarbeide, forme eller sveise. Slik blir det meir allsidig og brukarvennleg. |
| Auke slitestyrken | Ved 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 responderer 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).