Sposoby hartowania stali

Stal przed obróbką cieplną jest stopem miękkim i niezbyt wytrzymałym, dlatego gdyby używano jej do produkcji, wykonane narzędzia wyginałyby się w rękach. Aby zatem nadać stali jej charakterystycznych właściwości, należy ją poddać m.in. hartowaniu.

Proces ten składa się z trzech etapów: rozgrzania stali do tzw. temperatury hartowania, przetrzymania jej w zadanej temperaturze przez czas niezbędny do przebudowania struktury materiału i wreszcie szybkiego schłodzenia wyrobu. Umożliwia to zwiększenie wytrzymałości stopu, jego twardości i odporności na ścieranie, a także wpływa na wzrost sprężystości i plastyczności. Należy jednak pamiętać, że zbyt szybkie schłodzenie może spowodować duże naprężenia hartownicze, a te doprowadzają do trwałych odkształceń lub pęknięć. Z tego powodu hartowanie stali powinno być przeprowadzane przez specjalistów takich jak pracownicy firmy PPHU Głowacki.

W jaki sposób można przeprowadzić proces hartowania stali?

Istnieje kilka technik hartowania stali, które różnią się między sobą warunkami przeprowadzanej obróbki cieplnej. Wyróżniamy wśród nich takie metody jak:

• Hartowanie zwykłe (martenzytyczne)

Najpopularniejsza ze współcześnie dostępnych metod. Kluczowy czynnik procesu stanowi austenityzowanie, czyli nagrzewanie stali w celu uzyskania struktury austenitu, a także szybkie chłodzenie elementu w kąpieli chłodzącej (w wodzie bądź oleju). Tempo każdej z tych operacji musi być dobrane w taki sposób, aby nie doszło do odkształceń hartowniczych. Dzięki temu można uzyskać twarde, sztywne i wytrzymałe wyroby stalowe.

• Hartowanie stopniowe

Używa się go w celu uniknięcia naprężeń wewnątrz stali, co znajduje zastosowanie np. w branży lotniczej czy wojskowej. Podobnie jak w przypadku hartowania zwykłego należy nagrzać, a następnie szybko schłodzić wyrób. Różnica polega jednak na tym, że najpierw przygotowuje się kąpiel saletrzaną lub ołowiową o temperaturze nieco wyższej niż początek przemiany martenzytycznej, a następnie dochodzi do chłodzenia w oleju lub na powietrzu.

• Hartowanie izotermiczne

Proces przebiega podobnie jak hartowanie stopniowe – po austenityzowaniu stal zanurza się w kąpieli z saletry bądź ołowiu o temperaturze wyższej od przemiany martenzytycznej, przetrzymuje się ją do czasu zakończenia przemiany bainitycznej i w końcu chłodzi na powietrzu lub w wodzie. Dzięki temu dochodzi do zwiększenia twardości, wytrzymałości oraz ciągliwości stali, a przy tym zmniejszenia nadmiernych odkształceń w obrabianym elemencie.

• Hartowanie powierzchniowe

Polega na nagrzaniu wyłącznie powierzchni wyrobu. Stal poddana obróbce hartowania powierzchniowego zyskuje dużą twardość wierzchnią przy zachowaniu niezmienionych właściwości rdzenia. Zewnętrzna warstwa wykazuje ponadto dużą odporność na ścieranie, a dodatkowo przedmiot staje się wytrzymały na uderzenia. W ramach tej metody rozróżniamy m.in. hartowanie płomieniowe, indukcyjne, kąpielowe, ślepe oraz laserowe.