Aanduiding gehard staal
DIN 10027 vat inzethardende staalsoorten en warmtebehandelbare staalsoorten samen in een aparte groep staalsoorten. Deze twee bijzondere staalsoorten vormen samen een aparte staalsoort. In theorie kunnen ook nitrerende staalsoorten aan deze groep worden toegevoegd, maar DIN doet dit niet in de classificatie, maar behandelt nitrerende staalsoorten als een soort microgelegeerd staal.
Herkomst van de aanduiding
De naam kasthardend staal is afgeleid van het zogenaamde kastharden, waarvoor deze staalsoorten meestal worden gebruikt. Deze verharding geeft de staalsoorten een bijzonder hard en bestendig oppervlak.
Algemene eigenschappen van gehard staal
Koolstofgehaltes tussen 0,1 en 0,2% zijn bijzonder typerend voor inzethardende staalsoorten. Inzetgehard staal is ofwel ongelegeerd of alleen laaggelegeerd staal. Ze zijn speciaal gemaakt om achteraf uit te harden en beschikken over de nodige eigenschappen.
Case verharding
Door uitharding zouden werkstukken een zeer hard (martensitisch) oppervlak moeten krijgen, maar de kern van het werkstuk moet zo taai blijven als voorheen. Om deze reden worden hiervoor meestal ongelegeerde staalsoorten of alleen zeer laaggelegeerde staalsoorten gebruikt, aangezien deze staalsoorten niet doorhardbaar zijn.
Toepassing van verharding
Inzetharden wordt bijvoorbeeld toegepast bij het vervaardigen van componenten zoals tandwielen of aandrijfdelen, waarbij het belangrijkste een slijtvast oppervlak, een hoog draagvermogen en een hogere vermoeiingssterkte en taaiheid in de kern is.
Verhardingsproces
Omdat het koolstofgehalte in hardingsstaal zo laag is dat het niet voldoende is om het oppervlak te marten, moeten met name de oppervlaktelagen eerst worden “gecarboneerd”. Dit wordt gevolgd door de eigenlijke uitharding, aan het einde van het proces wordt het staal “getemperd”.
Carbureren
Het carboniseren is bedoeld om de oppervlaktelaag van het werkstuk te verrijken met koolstof, zodat met name de oppervlaktelaag gemarteld kan worden tijdens de daaropvolgende uitharding. De carburatie wordt uitgevoerd tot een diepte tussen 0,1 en 4 mm, afhankelijk van het werkstuk en de eisen die aan de oppervlaktelaag worden gesteld.
De carbonering vindt plaats in een temperatuurbereik tussen 880 ° C en 950 ° C, afhankelijk van de staalsoort. Ook hogere temperaturen zijn mogelijk, momenteel wordt er tot 1.050 ° C gebruikt. Het carboneringsmiddel kan verschillen:
- Gesmolten zout
- Koolstofpoeder of koolstofgranulaat in een zogenaamde kolenkist (wordt soms nog met de hand gemaakt door kleine smeden)
- Gasatmosferen (carboneren met gas)
- Vacuüm carboniseren, af en toe met behulp van plasma (maar niet absoluut noodzakelijk)
Harden en ontlaten
Na het carboneren vindt uitharding plaats in een vloeibaar of gasvormig blusmiddel. De quenchant-temperatuur, het materiaal en het type temperen bepalen duidelijk het eindresultaat.
tips en trucs
Het ontlaten van staal, ook wel blauwen genoemd, dient voornamelijk om de spanning in het werkstuk die is ontstaan door het hardingsproces te verminderen. Hiervoor wordt het werkstuk gericht verwarmd tot een bepaalde temperatuur (na het uithardingsproces). De temperatuur bepaalt het resultaat; te hoge temperaturen leiden tot verlies aan taaiheid.
