Hartowanie stali — dlaczego jest istotne?
Opublikowano: 16 grudnia 2022

Stal jest materiałem o wielu zastosowań, czego przykłady możemy znaleźć niemal w każdym przemyśle. Niemniej jednak do wydobycia jej najlepszych właściwości niezbędne jest przeprowadzenie procesu hartowania.

Czym jest hartowanie stali?

Hartowanie to proces, który bezpośrednio wpływa na właściwości stali, wnikając tym samym do jej struktury wewnętrznej. Poprzez zastosowanie wysokich temperatur umożliwiamy odpowiedni stopień rozgrzania stali. Następnym krokiem jest utrzymanie odpowiedniej temperatury w materiale, a następnie nagłe i szybkie wychłodzenie. Taki zabieg na stałe zmienia właściwości metalu a w szczególności jego odporność, wytrzymałość, twardość, a także plastyczność.

Jakie znamy metody hartowania stali?

Istnieje wiele metod hartowania stali. Nic w tym dziwnego, wyróżniamy przecież więcej niż jeden rodzaj stali, a każdy z nich różni się składem chemicznym. Oczywistym jest więc, że metody hartowania mogą się różnić w zależności od materiału — tak aby praca nad tworzywem była bardziej efektywna, a rezultaty lepsze. W doborze metody hartowania warto brać również pod uwagę efekt, jaki chcemy osiągnąć. Jakie znamy podstawowe metody?

Hartowanie zwykłe

Hartowanie zwykłe, jest również znane pod nazwą hartowanie martenzytyczne. Dzięki swojej prostocie jest najpowszechniej używana. Polega na nagrzaniu stali do osiągnięcia pożądanej struktury, po czym schłodzenie jej w wodzie lub oleju. Metoda ta jest szczególnie polecana, gdy Twoim celem jest uzyskanie twardego, odpornego na zniekształcenie materiału.

Hartowanie stopniowe

Jeśli usłyszysz termin hartowanie metodą Ausbay, to już wiesz, że chodzi o hartowanie stopniowe. Najbardziej charakterystycznym czynnikiem wpływającym na powodzenie tej metody jest zastosowanie stopionej saletry do uzyskania efektu natychmiastowego schłodzenia. Metoda ta jest niezwykle efektywna, jeśli Twoim celem jest uniknięcie odkształceń, naprężeń czy pęknięć, które mogą pojawiać się w przypadku metody klasycznej. Niestety musisz pamiętać, że hartowanie stopniowe nie należy do łatwych — prawidłowe przeprowadzenie całego procesu wymaga wiedzy i doświadczenia.

Hartowanie izotermiczne

W przypadku hartowania izotermicznego, stal jest również poddana kąpieli w saletrze (lub zamiennie — w ołowiu), jednak kąpiel ta ma na celu podtrzymanie temperatury tworzywa, unikając przy tym procesu przemiany martenzytycznej. Metoda ta może się sprawdzić, szczególnie jeśli Twoim celem jest zwiększenie plastyczności i ciągliwości materiału, przy jednoczesnym jego utwardzeniu.

Hartowanie powierzchniowe

Działanie hartowania powierzchniowego jest stosunkowo proste, a jego główne założenie jest już zawarte w nazwie. To właśnie skupienie nagrzewania wyłącznie na powierzchni stali, pozwala na uzyskanie zwiększonej wytrzymałości materiału bez utraty elastyczności. Metoda ta jest szczególnie przydatna, gdy potrzebujemy zahartować jedynie fragment materiału.

Mniej popularne metody hartowania

Powyższe metody hartowania są zdecydowanie najpopularniejsze, co jednak nie oznacza, że są jedyne. Wyróżniamy też między innymi hartowanie ślepe (czyli bez nawęglania), indukcyjne, przerywane czy podwójne. Tak jak w przypadku powszechnych metod, ich zastosowanie zależy od rodzaju stali oraz pożądanego efektu.

Korzyści wynikające z hartowania stali

Poprzez hartowanie, wnikamy w strukturę materiału, modyfikując ją, a tym samym osiągając pożądane rezultaty. Do najważniejszych z nich można zaliczyć zwiększenie twardości i wytrzymałości. Warto zauważyć, że stal w stanie nieulepszonym — czyli przed poddaniem jej procesowi hartowania — nie nadaje się jako materiał konstrukcyjny. Dopiero po hartowaniu nabiera ona właściwości, dzięki którym może być najczęściej wykorzystywanym materiałem w przemyśle. Jednak wytrzymałość i twardość to nie jedyne zalety hartowanej stali. Warto wyróżnić również wzrost odporności na ścieranie, zyskanie sprężystości i plastyczności.

Czy hartowanie nie ma zatem żadnych wad?

Niestety, jak ze wszystkim — również w hartowaniu stali musimy brać pod uwagę potencjalne zagrożenia. Na szczęście, nie są one wielkie. Największe zagrożenie dla hartowanego materiału stanowi wzrost jego kruchości. Problemem mogą okazać się również naprężenia hartownicze, jednak istnieją wyżej opisane metody, które pozwalają zminimalizować to ryzyko.