Quench härdning är en mekanisk process där stål-och gjutjärnlegeringar stärks och härdas. Dessa metaller består av järnmetaller och legeringar. Detta görs genom uppvärmning av materialet till en viss temperatur, beroende på materialet. Detta ger ett hårdare material genom antingen ythärdning eller genomhärdning varierande på den hastighet med vilken materialet kyls. Materialet tempereras sedan ofta för att minska sprödheten som kan öka från släckningshärdningsprocessen. Objekt som kan släckas inkluderar växlar, axlar och slitblock.

PurposeEdit

före härdning har gjutstål och järn en enhetlig och lamellär (eller skiktad) pärlitisk kornstruktur. Detta är en blandning av ferrit och cementit bildad när stål eller gjutjärn tillverkas och kyls i långsam takt. Pearlite är inte ett idealiskt material för många vanliga tillämpningar av stållegeringar eftersom det är ganska mjukt. Genom att värma perlit förbi dess eutektoid övergångstemperatur på 727 C och sedan snabbt kyla, kan en del av materialets kristallstruktur omvandlas till en mycket hårdare struktur som kallas martensit. Stål med denna martensitiska struktur används ofta i applikationer när arbetsstycket måste vara mycket motståndskraftigt mot deformation, såsom bladets skärkant. Detta är mycket effektivt.

ProcessEdit

processen för släckning är en progression, som börjar med uppvärmning av provet. De flesta material värms upp till mellan 815 och 900 CCR (1500 till 1650 CCR), med noggrann uppmärksamhet åt att hålla temperaturen i hela arbetsstycket enhetligt. Att minimera ojämn uppvärmning och överhettning är nyckeln till att ge önskade materialegenskaper.

det andra steget i släckningsprocessen är blötläggning. Arbetsstycken kan blötläggas i luft (luftugn), ett flytande bad eller ett vakuum. Den rekommenderade tidsallokeringen i salt-eller blybad är upp till 6 minuter. Soaking gånger kan variera lite högre inom ett vakuum. Liksom i uppvärmningssteget är det viktigt att temperaturen i hela provet förblir så enhetlig som möjligt under blötläggning.

när arbetsstycket är klart blötläggning går det vidare till kylningssteget. Under detta steg är delen nedsänkt i någon form av släckningsvätska; olika släckningsvätskor kan ha en signifikant effekt på de slutliga egenskaperna hos en släckt del. Vatten är ett av de mest effektiva släckningsmedierna där maximal hårdhet önskas, men det finns en liten chans att det kan orsaka snedvridning och liten sprickbildning. När hårdhet kan offras används ofta mineraloljor. Dessa oljebaserade vätskor oxiderar ofta och bildar ett Slam under släckning, vilket följaktligen sänker processens effektivitet. Kylhastigheten för olja är mycket mindre än vatten. Mellanhastigheter mellan vatten och olja kan erhållas med ett ändamålsenligt formulerat släckmedel, ett ämne med en invers löslighet som därför avsätts på föremålet för att sänka kylhastigheten.

släckning kan också åstadkommas med inerta gaser, såsom kväve och ädelgaser. Kväve används ofta vid större än atmosfärstryck som sträcker sig upp till 20 bar absolut. Helium används också eftersom dess termiska kapacitet är större än kväve. Alternativt kan argon användas; emellertid kräver densiteten betydligt mer energi för att röra sig, och dess termiska kapacitet är mindre än alternativen. För att minimera förvrängning i arbetsstycket släckes långa cylindriska arbetsstycken vertikalt; plana arbetsstycken släckes på kanten; och tjocka sektioner bör komma in i badet först. För att förhindra ångbubblor omrörs badet.

ofta, efter släckning, kommer en järn-eller stållegering att vara alltför hård och spröd på grund av överflöd av martensit. I dessa fall utförs en annan värmebehandlingsteknik som kallas härdning på det släckta materialet för att öka segheten hos järnbaserade legeringar. Härdning utförs vanligtvis efter härdning för att minska en del av överskottshårdheten och görs genom att värma metallen till en viss temperatur under den kritiska punkten under en viss tidsperiod och sedan låta den svalna i stillluft.