hartowanie jest procesem mechanicznym, w którym stal i stopy żeliwa są wzmacniane i hartowane. Metale te składają się z metali żelaznych i stopów. Odbywa się to poprzez ogrzewanie materiału do określonej temperatury, w zależności od materiału. Tworzy to twardszy materiał poprzez utwardzanie powierzchniowe lub Hartowanie przez różne szybkości, z jaką materiał jest chłodzony. Materiał jest następnie często hartowane w celu zmniejszenia kruchości, które mogą wzrosnąć z hartowania procesu hartowania. Elementy, które mogą być hartowane obejmują koła zębate, wały i bloki zużycia.

Celuedytuj

przed utwardzeniem stale i żeliwo mają jednolitą i płytkową (lub warstwową) perlityczną strukturę ziarna. Jest to mieszanina ferrytu i cementytu utworzona, gdy stal lub żeliwo są produkowane i chłodzone w powolnym tempie. Perlit nie jest idealnym materiałem do wielu powszechnych zastosowań stopów stali, ponieważ jest dość miękki. Przez podgrzanie perlitu po temperaturze przejścia eutektoidalnego 727 °C, a następnie szybkie schłodzenie, część struktury krystalicznej materiału może zostać przekształcona w znacznie twardszą strukturę znaną jako martenzyt. Stale o tej strukturze martenzytycznej są często stosowane w aplikacjach, w których przedmiot obrabiany musi być wysoce odporny na odkształcenia, takie jak krawędź tnąca ostrzy. To bardzo wydajne.

ProcessEdit

proces hartowania jest postępem, rozpoczynającym się od podgrzania próbki. Większość materiałów jest ogrzewana do temperatury od 815 do 900 °C (1500 do 1650 °F), zwracając szczególną uwagę na utrzymanie jednolitej temperatury w całym detalu. Minimalizacja nierównomiernego nagrzewania i przegrzania jest kluczem do nadania pożądanych właściwości materiału.

drugim etapem procesu hartowania jest moczenie. Detale mogą być moczone w powietrzu (piec powietrzny), łaźni ciekłej lub próżni. Zalecany czas w kąpielach solnych lub ołowianych wynosi do 6 minut. Czasy moczenia mogą być nieco wyższe w próżni. Podobnie jak w etapie ogrzewania, ważne jest, aby temperatura w całej próbce pozostała jak najbardziej jednolita podczas moczenia.

Po zakończeniu moczenia przedmiotu obrabianego przechodzi on do etapu chłodzenia. Podczas tego kroku część jest zanurzana w jakimś płynie hartującym; różne płyny hartownicze mogą mieć znaczący wpływ na końcową charakterystykę hartowanej części. Woda jest jednym z najbardziej wydajnych mediów hartujących, w których wymagana jest maksymalna twardość, ale istnieje niewielka szansa, że może powodować zniekształcenia i drobne pęknięcia. Gdy twardość można poświęcić, często stosuje się oleje mineralne. Te płyny na bazie oleju często utleniają się i tworzą osad podczas hartowania, co w konsekwencji obniża wydajność procesu. Szybkość chłodzenia oleju jest znacznie mniejsza niż wody. Pośrednie szybkości między wodą i olejem można uzyskać za pomocą specjalnie opracowanego środka hartującego, substancji o odwrotnej rozpuszczalności, która w związku z tym osadza się na obiekcie, aby spowolnić szybkość chłodzenia.

hartowanie można również wykonać przy użyciu gazów obojętnych, takich jak azot i gazy szlachetne. Azot jest powszechnie stosowany przy ciśnieniu większym niż atmosferyczne, wynoszącym do 20 barów bezwzględnych. Hel jest również używany, ponieważ jego pojemność cieplna jest większa niż azot. Alternatywnie można użyć argonu; jednak jego gęstość wymaga znacznie więcej energii do poruszania się, a jego pojemność cieplna jest mniejsza niż alternatywy. Aby zminimalizować zniekształcenia w obrabianym przedmiocie, długie cylindryczne elementy obrabiane są hartowane pionowo; płaskie elementy obrabiane są hartowane na krawędzi; a grube sekcje powinny najpierw wejść do wanny. Aby zapobiec pęcherzykom pary, kąpiel jest wzburzona.

często po hartowaniu Stop żelaza lub stali będzie nadmiernie twardy i kruchy z powodu nadmiaru martenzytu. W tych przypadkach inna technika obróbki cieplnej znana jako odpuszczanie jest wykonywana na hartowanym materiale w celu zwiększenia wytrzymałości stopów na bazie żelaza. Odpuszczanie jest zwykle wykonywane po utwardzeniu, aby zmniejszyć część nadmiernej twardości i odbywa się przez ogrzewanie metalu do pewnej temperatury poniżej punktu krytycznego przez pewien okres czasu, a następnie pozwalając mu schłodzić się w nieruchomym powietrzu.