Harden (metaalbewerking)
Van Wikipedia
Harden is een term uit de metaalkunde die wordt gebruikt voor het proces waarbij de sterkte en daarmee de hardheid van een metaallegering verhoogd wordt. Deze toename van de hardheid van een legering kan nuttig zijn in een breed scala aan toepassingen.
Inhoud |
[bewerk] Hardingsprocessen
Er bestaan verschillende soorten hardingsprocessen:
- warmtebehandeling
- koud harden
Beide processen introduceren roosterfouten (onregelmatigheden in het kristalrooster) zoals dislocaties, die de hardheid vergroten.
Zie ook Tweeling (metaalkunde).
[bewerk] Warmtebehandeling
Het harden van een legering gebeurt middels een warmtebehandeling, waarbij de legering eerst boven een zekere temperatuur gebracht wordt, en vervolgens zodanig snel wordt afgekoeld, dat er martensiet ontstaat. Deze fase is zeer hard door de vele interne spanningen die er in het materiaal zitten.
[bewerk] Staal harden
In het geval van staal wordt het materiaal opgewarmd tot in het austenietgebied met een zodanig hoge snelheid wordt afgekoeld, dat perlietvorming worden onderdrukt, zodat het staal wordt omgezet in martensiet. De hardheid en de weerstand tegen slijtage worden hierdoor sterk verhoogd, daar de omzetting van kristalrooster door het in het staal aanwezige koolstof wordt belet. Stap voor stap werkt het productieproces als volgt:
- Het werkstuk wordt gelijkmatig verhit tot het een gele kleur heeft.
- De kleur is een indicatie voor de fase waarin het materiaal zich bevindt
- Aansluitend afkoelen in koud water of olie.
- Of er water of olie gebruikt moet worden, hangt af van de samenstelling van het af te koelen materiaal. Door de warmtegeleidingscoëfficiënt van de afkoelvloeistof kan het materiaal sneller of langzamer afkoelen. Te langzame afkoeling geeft geen harding, te snelle afkoeling kan scheuren of breken van het metaal tot gevolg hebben.
Na het harden, is het zogeheten ontlaten van het staal noodzakelijk, anders is het staal te bros. Door het ontlaten wordt het staal iets minder hard, maar het wordt er wel veel taaier door. Het ontlaten gaat als volgt:
- Oxidelaag van het werkstuk verwijderen.
- Opnieuw verhitten tot het een kersrode kleur heeft (770°C), en
- Wederom afkoelen in koud water of olie.
[bewerk] Koud harden
Metalen kunnen ook in hardheid toenemen door koude vervorming, bijvoorbeeld door walsen of trekken. Hierbij wordt het kristalrooster van het staal verstoord, waardoor er dislocaties ontstaan die het metaal versterken. Dit koude proces wordt doorgaans echter niet met de term "harden" bestempeld. In het Engels gebruikt men hiervoor de term "Work hardening" ofwel: harden door bewerking.
