Temperen staal


De term gehard staal is voor velen bekend, maar de exacte eigenschappen van dit type staal zijn dat niet. Voor wat je gehard staal nodig hebt, wat het onderscheidt en welke eigenschappen typisch zijn voor gehard staal, kun je lezen in dit bericht.

Benaming gehard staal

Sommige staalsoorten zijn bedoeld om na productie te worden getemperd. Dientengevolge worden de eigenschappen van een staal veranderd, in het bijzonder nemen de treksterkte en de vermoeiingssterkte significant toe door temperen. De taaiheid kan worden beïnvloed en specifiek worden aangepast via het temperproces, zodat precies de gewenste staaleigenschappen worden verkregen.

Overweging in DIN 10027

DIN 10027 laat zien dat gehard staal kan worden gegroepeerd met de hardende staalsoorten in een afzonderlijke groep. Beide zijn bedoeld om later te worden verhard. Harding van de behuizing veroorzaakt echter alleen oppervlakteverharding terwijl de taaiheid van de kern behouden blijft.

compensatie proces

De wrijving verwijst naar verharding van het staal en een daaropvolgende zogenaamde ontlaten. Harden dient om de eigenschappen van het staal te verbeteren. Het ontlaten vermindert de inwendige spanningen die het gevolg zijn van de uitharding, hetgeen bijvoorbeeld kan leiden tot scheurvorming maar ook tot een algemene verzwakking van het materiaal.

Typische eigenschappen van gehard staal

De eigenschappen kunnen heel verschillend zijn, afhankelijk van de legering. Sommige eigenschappen zijn echter inherent aan alle getemperde staalsoorten. Het koolstofgehalte van alle getemperde staalsoorten varieert bijvoorbeeld tussen 0,2% en 0,65%. Alle geharde staalsoorten zijn natuurlijk hardbaar. De lasbaarheid is beperkt in geharde staalsoorten vanwege het relatief hoge koolstofgehalte. Met voorverwarming en naverwarming is echter nog steeds lassen mogelijk met de meeste getemperde staalsoorten.

Gebruikelijke legeringselementen

In het geval van geharde staalsoorten worden de legeringselementen uit de volgende lijst hoofdzakelijk als legeringselementen gebruikt:

  • chromium
  • mangaan
  • Molybdeen en
  • nikkel

De verhoudingen van de respectieve elementen kunnen zeer verschillend zijn voor individuele legeringen.

hardbaarheid

Hoe goed een staal uithardbaar is, kan worden bepaald met behulp van het zogenaamde Jominy-experiment. Een stalen cilinder met gespecificeerde afmetingen van het respectieve materiaal wordt verwarmd tot de verhardingstemperatuur en vervolgens geblust met een 20° C warme waterstraal. Daarna, aan de zijde van de cilinder op een vlak grondoppervlak met regelmatige tussenpozen, wordt de hardheid gemeten, beginnend vanaf het eindvlak. De verschillende hardheidswaarden maken het gemakkelijk om te zien welke hardbaarheidseigenschappen een staal heeft.

Toepassing van gehard staal

Vergeleken met geharde staalsoorten worden gehard staal voornamelijk gebruikt voor aandrijfelementen. Dat kan zijn:

  • krukassen
  • as
  • golven
  • drijfstangen

Daarnaast zijn echter sterk belaste bouten en schroeven vaak gemaakt van gehard staal, evenals onderdelen die bijzonder hoge sterktes moeten hebben.

Verharden en ontlaten

Naast het gebruikelijke uithardingsproces, voor gehard staal, altijd een zogenaamde transformatieharden, wordt het temperen altijd uitgevoerd met een ontlaten.

Tips & Tricks

Alleen het ontlaten moet zeer nauwkeurig zijn, omdat door het overschrijden of dalen van de vereiste temperatuur de eigenschappen van het staal sterk negatief kunnen worden veranderd, gedeeltelijk kan het werkstuk zelfs volledig onbruikbaar zijn wanneer het staal zijn taaiheid verliest.


Video Board: Harden van metalen