Hvordan denne metode hærder stål
Quenching er en hurtig måde at bringe metal tilbage til stuetemperatur efter varmebehandling (såsom glødning, normalisering eller stressaflastning) for at forhindre køleprocessen i at ændre metalets mikrostruktur dramatisk. Quenching resulterer i hærdet af stål ved samme temperatur som fuldglødning gør.
Hvordan er quenching udført?
Specielle polymerer, tvungen luftkonvektion, ferskvand, saltvand og olie kan alle bruges til at udføre slukningsprocessen.
Vand er et effektivt medium, når målet er at få stålet til at nå maksimal hårdhed. Brug af vand kan dog føre metal til at knække eller blive forvrænget. Hvis ekstrem hårdhed ikke er nødvendig, kan andre medier som mineralolie, hvalolie eller bomuldsfrøolie i stedet anvendes i slukningsprocessen.
Virkningen af udluftningsfrekvensen
Med en langsommere slukningshastighed har de termodynamiske kræfter mere mulighed for at ændre mikrostrukturen. Nogle gange er dette resultat foretrukket, hvorfor forskellige medier bruges til at udføre quenching. Olie har for eksempel en slukningshastighed, der er meget lavere end vand. Quenching i et flydende medium kræver omrøring af væsken rundt om metalstykket for at reducere damp fra overfladen. Lommer af damptæller slukker ved luftkøling, indtil de fordampes.
Hvorfor udføres quenching?
Ofte plejede at hærde stål, vil vanddæmpning fra en temperatur over austenitisk temperatur resultere i, at kulstof bliver fanget inde i den austenitiske lath.
Dette fører til det hårde og sprøde martensitiske stadium. Austetit henviser til jernlegeringer med en gamma-jernbase, og martensit er en hård type stålkrystallinsk struktur. Slibet stål martensit er meget skørt og stresset. Som et resultat underkastes blusset stål typisk tempereringsprocessen.
Typisk bliver stål efterfølgende hærdet i olie, salt, blybad eller i ovne med luft cirkuleret af ventilatorer for at genoprette en del af duktiliteten (evnen til at modstå trækspænding) og sejhed, der går tabt ved omdannelse til martensit. Efter at metalet er hærdet, afkøles det hurtigt, langsomt eller slet ikke alt afhængigt af omstændighederne, især om det pågældende metal er sårbart over for brutthed.
Ud over martensit og austenit temperaturer indbefatter varmebehandling af metal ferrit-, perlit-, cementit- og bainitemperaturen. Delta ferrit transformationen opstår, når jernet opvarmes til en høj temperatur form af jern. Ifølge The Welding Institute i Storbritannien danner det "ved afkøling af lave carbonkoncentrationer i jerncarbonlegeringer fra flydende tilstand, før de omdannes til austenit."
Pearlite er skabt under langsom afkøling af jernlegeringer. Bainit kommer i to former: øvre og nedre bainit. Den fremstilles ved langsommere kølehastigheder langsommere end martensitdannelse, men ved en hurtigere afkølingshastighed end ferrit og perlitform.
Quenching forhindrer stål i at bryde ned fra austetit til ferrit og cementit. Målet er at stålet når den martensitiske fase.