Jak powstaje stal hartowana? Właściwości, proces produkcji i możliwości wykorzystania.
Hartowanie metalu jest jednym procesów obróbki, który wpływa na poprawę pożądanych właściwości. Obrabiany element rozgrzewa się do wysokiej temperatury, a następnie umiejętnie schładza. Sprawdź, jak to zmienia jego właściwości mechaniczne.
Stal jest jednym z materiałów najczęściej wykorzystywanych w przemyśle. Hartowanie stali to z kolei bardzo popularny proces, mający na celu poprawę właściwości mechanicznych materiału. Hartowana stal znajduje powszechne zastosowanie w przemyśle i budownictwie. Co zmienia się w stali pod wpływem hartowania i jak to wpływa na jej właściwości? Sprawdź.
Proces produkcji hartowanej stali
Stal to jeden z najtwardszych materiałów konstrukcyjnych. Jest mieszaniną żelaza, węgla i innych dodatków stopowych. Wynalezienie jej obróbki około VII w.p.n.e. przyspieszyło rozwój technologiczny ludzkości. Choć już wówczas w pewnym stopniu znano proces utwardzania stali poprzez jej hartowanie, skuteczne hartowanie było bardziej dziełem przypadku, niż wynikiem naukowej wiedzy.
Hartowanie stali jest procesem obróbki elementów stalowych i wyrobów hutniczych. Przeprowadza się go po wytopieniu materiałów i po wstępnym uformowaniu. Hartowanie może zatem być ostatnim procesem przed opuszczeniem przez dany wyrób fabryki. Jednak po hartowaniu elementy mogą nadal być przetwarzane, na przykład w procesie walcowania na zimno.
Na czym polega hartowanie stali? Hartowanie metalu to szereg różnorodnych procesów, które jednak mają kilka podobnych cech. Każda z metod składa się z dwóch etapów.
- Pierwszym z nich jest rozgrzanie elementu do określonej temperatury. W zależności od metody nagrzewa się tylko zewnętrzną część lub cały przekrój dogłębnie.
- Produkt należy utrzymać przez pewien czas w precyzyjnie określonej temperaturze. W niektórych metodach ten stan musi utrzymać się nawet przez kilka godzin. Temperatura nie przekracza granicy topnienia, dlatego materiał nie zmienia swojego kształtu. Dochodzi za to do zmiany wewnętrznej struktury stali, a w zależności od techniki można wymienić przemiany austenityczne, perlityczne i bainityczne.
- Kolejnym etapem jest wystudzenie elementu. Tu także ważne jest, o ile stopni w ciągu minuty obniża się temperatura elementu. W zależności od technologii stosuje się studzenie poprzez zanurzenie w wodzie lub oleju. Na tym etapie kolejny raz dochodzi do zmian strukturalnych stali, które widoczne są jednak dopiero po zbadaniu próbki pod mikroskopem.
Jakie właściwości ma hartowana stal?
Proces hartowania przeprowadzony w prawidłowy sposób pozwala uzyskać określone właściwości mechaniczne. Celem tego procesu jest przede wszystkim poprawienie twardości gotowych wyrobów. To cenna cecha przede wszystkim przy produkcji takich elementów jak wkręty hartowane.
Wraz z twardością rośnie też wytrzymałość i odporność na ścieranie. Elementy są też w większym stopniu odporne na działanie korozji. Co ciekawe, hartowany element jest też bardziej sprężysty i ma wyższą granicę plastyczności. Uzyskuje się zatem wyroby znacznie sztywniejsze i odporne na działające obciążenia, niż przed utwardzaniem stali.
Warto dodać, ze wszystkie te cechy można osiągnąć tylko w przypadku dopilnowania parametrów procesu hartowania metalu. Dobór niewłaściwej temperatury, zbyt szybkie wystudzenie lub pomyłki w ustawieniach pomiędzy konkretnymi metodami hartowania doprowadzą do zniszczenia materiału. Zatem zamiast sztywności i twardości otrzymamy element bardzo kruchy o znikomych właściwościach konstrukcyjnych.
Gdzie wykorzystywana jest stal hartowana?
Właściwości, jakie uzyskuje materiał w procesie hartowania stali, są bardzo pożądane. W związku z tym stale hartowane bez trudu znajdują odbiorców i to w bardzo różnych branżach. Warto wymienić tu dwie najważniejsze, do których należy przemysł, głównie maszynowy, i budownictwo.
- W przemyśle wykorzystuje się elementy hartowane do budowy maszyn, także ich ruchomych elementów. Stosuje się je w miejscach, gdzie dana część wykonuje cykliczną i powtarzalną pracę. Bardzo powszechne są hartowane koła zębate, kulki łożysk, a także całe wały napędowe w silnikach. Ponadto technika hartowania poprawia funkcjonalność niektórych wyrobów sprężynowych i ostrzy o charakterze przemysłowym.
- Drugą dziedziną jest budownictwo. To tutaj wykorzystywane są profile zimnowalcowane w postaci kątowników L i C. Tego rodzaju profile wykorzystuje się w obszarach, gdzie muszą zmagać się ze zróżnicowanymi obciążeniami. Najczęściej profile stalowe montuje się w nadprożach nad otworami okiennymi i drzwiowymi. Mogą też służyć do tworzenia więźby dachowej, a także są wykorzystywane do budowy konstrukcji nośnej pod panele fotowoltaiczne.
Do sprzedaży hurtowej i dystrybucji trafiają przede wszystkim elementy w formie blach i profili walcowanych. Do swoich projektów wybieraj zawsze produkty pochodzące ze sprawdzonych punktów sprzedaży. Wówczas zyskasz pewność, że w ich przypadku proces utwardzania stali przebiegł pomyślnie i produkt ma wymagane cechy.
Polecane produkty:
https://marketstal.pl/Profil-stalowy-zamkniety-30x20x1,5x6000
https://marketstal.pl/Wkrety-hartowane-do-drewna-i-plyt-3-0x35-OP-15-kg
