Verharding van staal: 6 stappe (met prente)

Inhoud

Trappe
Waarskuwings

Staal is `n ysterlegering wat onder meer in konstruksie en vir die vervaardiging van metaalgereedskap gebruik word. In toepassings waar staal onderhewig is aan baie slytasie, moet dit verhard en dan getemper word sodat dit geskik is vir die gebruik waarvoor dit bedoel is. Met die regte gereedskap en `n bietjie oefening sal jy staal kan verhard voordat jy dit weet.

Trappe

1. Begin met staal met voldoende koolstofinhoud. Verharding van staal veroorsaak dat koolstof se struktuur kristalliseer, soortgelyk aan die manier waarop steenkool of grafiet in diamante verander as gevolg van die hitte en druk in die aarde. Sonder om met ander metale gelegeer te word, moet staal `n koolstofinhoud van ongeveer 0,6 persent of hoër hê om gehard te word. Hierdie tipe staal word hoëkoolstofstaal of gereedskapstaal genoem (staallegerings soos silwerstaal en maatplaat is ook hoëkoolstofstaal).

Medium koolstofstaal met `n koolstofinhoud van 0,4 tot 0,55 persent kan ook verhard word, maar hierdie tipe staal moet met ander metale gelegeer word sodat die staal deegliker verhard kan word.
Sagter staal met `n koolstofinhoud van 0,4 persent of minder kan nie direk verhard word nie. Dit kan egter met ander materiale bedek word om dit harder te maak in `n proses wat omhulselverharding genoem word.

2. Verhit die staal. Verhit eers die hele stuk staal stadig. Konsentreer dan die hitte op die area wat verhard moet word, soos `n beitelpunt of skroewedraaierpunt, totdat die area rooiwarm is.

3. Blus die staal in `n vloeistof. Dompel die warm staal in `n vloeistof of gas om dit vinnig af te koel, wat die metaal sal verhard. Verskillende vloeistowwe kan vir blus gebruik word.

Olie word die meeste gebruik vir blus, veral as jy onseker is oor die presiese chemiese samestelling van die staal. Algemeen gebruikte olies is plantaardige olie, minerale olie, katoensaad of walvisolie. Olie koel die staal stadiger af as water, maak dit minder geneig om te breek, maar verhard die staal net so goed soos water. Komplekse staalsoorte soos die meeste moderne multi-legeringsstaal is geneig om te breek as dit te vinnig geblust word, soos met water. As borrels toegelaat word om te vorm, vertraag dit die verkoelingsproses en skep sagte kolle in die metaal, dus word die blusvloeistof gewoonlik geroer om te verhoed dat borrels vorm. Blusolies kan dampe, spatsels en mors vorm, en `n potensiële brandgevaar inhou indien dit nie behoorlik beheer word nie.

Soutwater blus warm staal vinniger as gewone water omdat die sout borrels vinniger laat verdwyn. Dit moet egter dadelik uitgespoel word, aangesien die soutstaal vinniger as vars water korrodeer.

Glikolpolimere val tussen water en olie in terme van blus, met die mate van verkoeling wat afhang van die hoeveelheid glikol. Dit roes die staal minder as water en is minder geneig om aan die brand te steek as olie, maar die verhouding van polimeer tot water moet deurlopend gemonitor word om konsekwente resultate te verseker.

Kriogeniese vloeistof word gebruik om te voorkom dat sagte en bros kolle vorm, en dit dwing die staal om deegliker verhard te word. Hierdie vloeistowwe is meer geneig om gebruik te word op hoë koolstof as medium koolstof staal.

4. Maak die monster skoon. Dit verwyder die blusvloeistof en berei die staal voor vir tempering. As `n ander vloeistof as water gebruik is om die staal te blus, kan water daarna gebruik word om die staal te spoel. Indien nie, kan `n ligte skuurmiddel soos poleersteen ook gebruik word.

5. Verhit die staal weer, maar nie te veel nie. Hierdie tweede verhitting temper die staal om die brosheid wat deur die verhardingsproses veroorsaak word, teë te werk. Die staal kan in `n oond of bad verhit word met olie, natrium en kaliumnitraat of lood. Die temperatuur waartoe die staal tydens tempering verhit word, bepaal hoe hard die staal sal wees; hoe hoër die temperatuur, hoe sagter maar minder bros.

Tydens tempering toon die verhitte staal oksiedkleure op die oppervlak waaruit jy kan aflei hoe warm dit is. Kleure begin van liggeel (ongeveer 200 grade Celsius) tot pers (300 grade Celsius). hierdie kleure word gebruik as `n riglyn vir tempering, afhangende van die doel van die monster. Legeringsstaal vereis egter hoër temperature om `n gegewe kleur te bereik as koolstofstaal.

6. Laat die staal afkoel. In teenstelling met die vinnige afkoeling tydens blus, kan die staal vinnig of stadig afgekoel word, afhangende van die verlangde eienskappe van die voltooide staal. Staallegerings wat ná tempering weer bros word, moet egter net stadig afgekoel word.