Obróbka cieplna jaką jest hartowanie to nieodzowny element obróbki stali oraz stali nierdzewnej. Bez hartowania tego materiału byłby on zbyt miękki oraz mało wytrzymały. A przecież stal kojarzy nam się z czymś nad wyraz twardym, solidnym i przeznaczonym do wykonywania z niej najbardziej wytrzymałych konstrukcji. Jak więc hartuje się stal i jakie są rodzaje hartowania stali?
Czym jest stal?
Stal to stop żelaza oraz węgla. Zawartość węgla jest tu bardzo dokładnie określona i wynosi ona 2,11% – jeśli węgla byłoby więcej, nie moglibyśmy już nazwać danego materiału stalą. Rodzajów stali jest całkiem sporo, a wśród nich wymienić można np. stal węglową, stal stopową, stal konstrukcyjną, narzędziową czy specjalną, etc. Poza żelazem oraz węglem w stali znaleźć można także inne pierwiastki – ich obecność lub brak nadają danej stali odpowiednich właściwości. W stali mogą więc znaleźć się także aluminium, chrom, nikiel, miedź, mangan, krzem czy wolfram. Przykładowo aluminium w stali ma działanie odtleniające, z kolei miedź sprawia, iż stal będzie znacznie bardziej odporna na korozję.
Szczególnym rodzajem stali jest stal nierdzewna. Stal ta jest określana także stalą szlachetną i jest ona połączeniem żelaza, węgla i chromu. Jest to stal w pełni odporna na korozję, a stosuje się ją bardzo szeroko – służy do produkcji przedmiotów codziennego użytku jak i do produkcji specjalistycznych instalacji czy maszyn. Stal nierdzewną także można poddawać obróbce jak „zwykłą stal, jednym z możliwych procesów jest hartowanie stali nierdzewnej.
Jak hartować stal?
Wielu na pewno zastanawia się na czym polega hartowanie stali. Poddawanie stali hartowaniu jest dla niej bardzo korzystne, jest nawet koniecznością. To właśnie dzięki hartowaniu stal stale się dużo bardziej twarda i wytrzymała, ale i sprężysta oraz odporna na ścieranie. Jak więc widać, hartowana stal nabiera samych pożądanych cech, które sprawiają, że może być szeroko wykorzystywana.
Hartując stal najpierw nagrzewa się ją do danej temperatury, następnie poddaje się ją ochładzaniu. Taki proces określa się jako hartowanie i odpuszczanie i to właśnie w jego trakcie stal nabiera pożądanych właściwości. Jaka jest temperatura hartowania stali? Wszystko zależy od rodzaju stali i jej przeznaczenia. Odpowiednie parametry hartowania zawsze warto sprawdzać w tabelach hartowania stali. To ważne, ponieważ źle dobrane parametry mogą sprawić, iż stal zamiast stwardnieć stanie się jeszcze bardziej krucha. Tak więc można z całą pewnością określić co daje hartowanie stali w odpowiedni sposób – stal staje się niezwykle wytrzymała. Ale by tak było poza odpowiednią temperaturą hartowania i czasem hartowania stali, bardzo istotny jest także odpowiedni dobór szybkości chłodzenia. Hartowanie stali to jedna z usług dostępnych w METIKAM – jeśli więc zależy Ci na tym procesie wykonanym fachowo i w oparciu o dobrane parametry, zgłoś się do profesjonalistów.
Rodzaje hartowania stali
Utwardzanie stali w procesie hartowania może przebiegać na całkiem różne sposoby. Pierwszym z nich jest tzw. hartowanie zwykłe, określane także hartowaniem martenzytycznym. Kluczowy proces w tego typu hartowania to austenityzowanie, czyli ogrzanie materiału do tego stopnia, by osiągnął strukturę austenitu, a następnie szybkie schłodzenie go. Stal chłodzona jest wodą lub olejem, a metoda ta dedykowana jest takim stalowym elementom, które w wyniku hartowania mają być wyjątkowo sztywne, wytrzymałe i twarde.
Inny sposób na hartowanie stali to hartowanie stopniowe, określane także jako Ausbay. Ten typ hartowania stali dedykowany jest wysokowytrzymałym stalom stopowym, a polega on na szybkim chłodzeniu stali w stopionej saletrze. Tego typu hartowanie zmniejsza wewnętrzne naprężenia w materiale, a także zapobiega odkształceniom. Hartowanie stopniowe jest świetne w przypadku obróbki elementów o skomplikowanej geometrii.
Stal hartuje się także w procesie hartowania izotermicznego. Jest to proces szczególnie polecany do hartowania elementów, które mają się odznaczać dobrą ciągliwością po obróbce cieplnej. Hartowanie izotermiczne polega na rozgrzaniu stali, a następnie utrzymywaniu jej w saletrze lub w ołowiu o stałej temperaturze. W ten sposób hartować można np. zaciski czy cienkie elementy.
Ostatnim z popularnych sposobów hartowania stali jest hartowanie powierzchniowe. Jak sama nazwa wskazuje, w tym procesie hartowana jest jedynie powierzchnia danego stalowego elementu. Tego typu hartowanie poprawia właściwości mechaniczne materiału, ogranicza ryzyko pęknięć na jego powierzchni, wzmacnia te elementy, które mają być wzmocnione, a nie całość. Dodatkowo hartowanie powierzchniowe można podzielić także na różne jego podrodzaje, a należą do nich hartowanie płomieniowe, ślepe, indukcyjne, podwójne, przerywane.