Hur härda stål
•
Härdning
Härdning innebär att ett materials mekaniska egenskaper förbättras genom att dislokationsrörligheten i ett material styrs. Detta kan ske på olika vis, beroende på typ av material.
Polymermaterial
[redigera | redigera wikitext]En viktig mekanism vid härdning av polymerermaterial, exempelvis härdplast, är förnätning genom tvärbindning av molekylkedjorna till tredimensionella nätverk.[1]
Metaller
[redigera | redigera wikitext]När en metall går sönder sker detta genom att en spricka klyver materialet mer eller mindre snabbt. Denna spricka fortplantar sig nästan uteslutande längs korngränserna, det vill säga i utrymmet mellan kornen. Varje gång sprickan möter ett korn kröks dess utbredningsriktning vilket bromsar spricktillväxten. Om kornen är små måste sprickan färdas i en krokig bana, vilket ger bättre mekaniska egenskaper. Redan små atomer i korngränsen kan utgöra hinder för spricktillväxt.
Härdningsmekanismer
[redigera | redigera wikitext]Vad gäller meta
•
Gasuppkolning – att göra ”mjuka” stål hårda med ythärdning
Konsten att härda stål har varit känd sen romartiden (Germanerna kände t.ex. till hur man härdar stål med kväve) även om sätten varierat. Den primära anledningen till härdning är att göra ytan hård och mera slitstark vilket har varit en stor drivkraft för metodutvecklingen. Från att smida svärd som höll sin skärpa i strid till att i dag tillverka och härda t.ex. olika maskindetaljer som lager, kugghjul och axlar. Men hårda stål är också spröda så därför vill man kombinera den hårda ytan med en seg kärna och det är här som finessen med ythärdning blir uppenbar. Genom att använda ett stål med låg kolhalt (ca 0.2 vikt- %) får man en bra seghet hos stålet och kan enkelt bearbeta detta till nära sin slutgiltiga form. Sedan kan man förändra komponentens slutegenskaper med ythärdning så att det motstår höga laster och krafter vid användning. En av de mest vitt spridda metoderna för detta är gasuppkolning eller sätthärdning.
•
Låt oss ta det riktigt från början.
För att man skall kunna härda järn, måste järnet innehålla minst 0,4% kol. Ja, det handlar alltså om kemi. Om järnet inte innehåller tillräckligt kol, så kan det inte härdas, dvs göras så hårt att man exempelvis kan tillverka eggverktyg som knivar och yxor. Om järnet är härdbart, kallas det för stål. Nuförtiden har man tyvärr börjat kalla allt järn för stål i järnaffärerna - vilket naturligtvis är både felaktigt och missvisande. Men här skall vi inte göra samma misstag : Järn är järn med lägre kolhalt än 0,4%, och stål är järn med högre kolhalt än 0,4%, vilket alltså är möjligt att härda. Man kan naturligtvis tillföra järnet mer kol, så att det &