Staal is een legering van ijzer gebruikt in de bouw, de vervaardiging van metalen gereedschappen en andere toepassingen. In toepassingen die het aan veel slijtage blootstellen, moet het staal worden gehard en vervolgens worden gehard zodat het bestand is tegen het gebruiksniveau waarvoor het is bestemd. Met de juiste gereedschappen en een beetje oefening, kun je in een mum van tijd staal harden.

Stappen

  1. 1 Begin met staal met voldoende koolstofgehalte. Verhardend staal zorgt ervoor dat de koolstofstructuur kristalliseert, vergelijkbaar met de manier waarop steenkool of grafiet verandert in diamant onder de hitte en druk in de aarde. Zonder andere met deze legeringen gelegeerde metalen, moet staal dat gehard moet worden een koolstofgehalte hebben van ongeveer 0,6 procent of hoger. Dit soort staal wordt koolstofstaal of gereedschapsstaal genoemd. (Staallegeringen zoals zilverstaal en meetplaat zijn ook koolstofstaal.)
    • Medium koolstofstaalsoorten, met een koolstofgehalte van 0,4 tot 0,55 procent, kunnen ook worden gehard, maar deze staalsoorten moeten andere metalen hebben die daarmee zijn gelegeerd, zodat het staal grondiger kan worden gehard.
    • Milde staalsoorten met een koolstofgehalte van 0,4 procent of minder kunnen niet direct worden gehard. Ze kunnen echter worden gecoat met andere materialen om ze moeilijker te maken in een proces dat uitharden van de behuizing wordt genoemd.
  2. 2 Verwarm het staal. Verwarm het hele stuk staal eerst langzaam. Concentreer dan de hitte op het te verharden gebied, zoals een beitelpunt of schroevendraaierblad, tot dat gebied roodgloeiend gloeit.
  3. 3 Doof het staal in een vloeistof. Door het hete staal in een vloeistof of gas te dopen, wordt het snel afgekoeld, waardoor het metaal hard wordt. Verschillende vloeistoffen kunnen worden gebruikt als een quench.
    • Olie is de meest gebruikte quench-vloeistof, vooral als u niet zeker bent van de exacte chemische samenstelling van uw staal. Gebruikelijke gebruikte oliën zijn plantaardige, minerale, katoenzaadolie of walvisolie. Olie koelt het staal langzamer af dan water, waardoor het minder snel barst, maar net zo hard verhardt als water. Complexe staalsoorten zoals de meeste moderne staalsoorten met verschillende legeringen hebben de neiging om te barsten als ze snel worden geblust, bijvoorbeeld met water. Als zich belletjes vormen, kunnen ze het koelproces vertragen en zachte plekken in het metaal creëren, zodat de afschrikvloeistof meestal wordt geschud om te voorkomen dat er bellen ontstaan. Uitdovende oliën kunnen dampen, spatten en morsen veroorzaken en vormen een mogelijk brandgevaar als ze niet goed worden gecontroleerd.
    • Zout water dooft heet staal sneller dan gewoon water, omdat het zout bellen sneller laat kloppen. Het moet echter onmiddellijk worden afgespoeld, omdat het staal sneller gaat corroderen dan zoet water.
    • Glycolpolymeren gemengd met water verschaffen een tussentijdse snelheid van afschrikken tussen water en olie, waarbij de snelheid van afkoeling afhankelijk is van de hoeveelheid glycol. Ze corroderen het staal minder dan water en hebben minder kans om vlam te vatten dan olie, maar de verhouding tussen polymeer en water moet constant worden gecontroleerd om consistente resultaten te garanderen.
    • Cryogene quenches worden gebruikt om te voorkomen dat zachte en brosse vlekken worden gevormd en waardoor het staal grondiger wordt gehard. Deze quenches zullen eerder worden gebruikt met koolstofrijke dan medium-koolstofstaalsoorten.
  4. 4 Maak het staal schoon. Dit verwijdert de afschrikvloeistof en bereidt het staal voor op ontlaten. Als een andere vloeistof dan water werd gebruikt om het staal te doven, kan water worden gebruikt om het staal af te spoelen. Als dit niet het geval is, kan een licht schuurmiddel, zoals schuurlinnen, worden gebruikt.
  5. 5 Verwarm het staal opnieuw, maar niet zo veel. Deze tweede verwarming tempert het staal om de broosheid weg te nemen die door het verhardingsproces wordt gecreëerd. Het staal kan worden verwarmd in een oven of een bad van olie, natrium en kaliumnitraat mengsel of lood. De temperatuur waartegen het staal wordt verwarmd tijdens het temperen bepaalt hoe hard het gehard staal zal zijn; hoe hoger de temperatuur, hoe zachter maar sterker.
    • Tijdens het temperingsproces laat het verwarmde staal de oppervlakte-oxidekleuren zien, afhankelijk van hoe heet het is. Kleuren beginnen met licht stro bij ongeveer 200 ° C (392 ° F) tot Purper bij ongeveer 300 ° C (572 ° F). Deze kleuren worden gebruikt als richtlijn voor de tempertemperatuur op basis van hoe het staal zal worden gebruikt. Gelegeerd staal vereist echter hogere temperaturen om een ​​bepaalde kleur te bereiken dan koolstofstaal.
  6. 6 Laat het staal afkoelen. Deze keer, in tegenstelling tot de snelle afkoeling tijdens het afkoelen, kan het staal snel of langzaam worden gekoeld, afhankelijk van de gewenste eigenschappen van het afgewerkte staal. Staallegeringen die na het ontlaten opnieuw broos worden, mogen echter slechts langzaam worden afgekoeld.