Oznaczenie stal nawęglana
Norma DIN 10027 łączy stale do nawęglania i stale ulepszane cieplnie w oddzielnej grupie stali. Te dwa specjalne rodzaje stali razem tworzą odrębny rodzaj stali. Teoretycznie do tej grupy można również dodać stale do azotowania, ale DIN nie robi tego w swojej klasyfikacji, ale traktuje stale do azotowania jako rodzaj stali mikrostopowej.
Pochodzenie oznaczenia
Termin stal do nawęglania wywodzi się od tzw. Nawęglania, do którego najczęściej stosuje się te stale. To utwardzanie powierzchniowe daje stalom szczególnie twardą i odporną powierzchnię.
Ogólne właściwości stali do nawęglania
Zawartości węgla od 0,1 do 0,2% są szczególnie typowe dla stali do nawęglania. Stale do nawęglania to stale niestopowe lub tylko stale niskostopowe. Są specjalnie wykonane do późniejszego utwardzania dyfuzyjnego i posiadają niezbędne właściwości.
Hartowanie powierzchniowe
Hartowanie powierzchniowe powinno nadać przedmiotom bardzo twardą (martenzytyczną) powierzchnię, ale rdzeń przedmiotu obrabianego powinien pozostać tak twardy jak poprzednio. Z tego powodu stosuje się do tego głównie stale niestopowe lub tylko stale bardzo niskostopowe, ponieważ tych stali nie można hartować na wskroś.
Zastosowanie utwardzania powierzchniowego
Hartowanie powierzchniowe stosuje się np. Przy produkcji elementów takich jak koła zębate czy części napędowe, gdzie najważniejsza jest powierzchnia odporna na ścieranie, duża obciążalność oraz większa wytrzymałość zmęczeniowa i ciągliwość rdzenia.
Proces utwardzania
Ponieważ zawartość węgla w stali do nawęglania jest tak niska, że nie wystarcza do martenizacji powierzchni, w szczególności warstwy powierzchniowe muszą być najpierw „nawęglone”. W rzeczywistości następuje hartowanie, a pod koniec procesu stal jest „odpuszczana”.
Nawęglanie
Nawęglanie ma na celu wzbogacenie warstwy powierzchniowej przedmiotu obrabianego w węgiel, tak aby w szczególności warstwę powierzchniową można było poddać martenizacji podczas późniejszego hartowania. Nawęglanie przeprowadza się na głębokość od 0,1 do 4 mm, w zależności od obrabianego przedmiotu i odpowiednich wymagań warstwy wierzchniej.
W zależności od gatunku stali nawęglanie przebiega w zakresie temperatur od 880 ° C do 950 ° C. Możliwe są również wyższe temperatury, obecnie stosowane są do 1050 ° C. Środek nawęglający może być inny:
- Stopiona sól
- Proszek węglowy lub granulat węglowy w tak zwanej skrzyni węglowej (czasami jest nadal wykonywany ręcznie przez małych kowali)
- Atmosfery gazowe (nawęglanie gazem)
- Nawęglanie próżniowe, sporadycznie wspomagane plazmą (ale nie jest to absolutnie konieczne)
Hartowanie i odpuszczanie
Po nawęgleniu następuje utwardzenie w płynie lub w gazie. Temperatura środka chłodzącego, materiał i rodzaj odpuszczania jednoznacznie determinują efekt końcowy.
porady i wskazówki
Hartowanie stali, znane również jako niebieskawe, jest stosowane przede wszystkim w celu zmniejszenia naprężenia wewnątrz przedmiotu obrabianego, które powstało w procesie hartowania. W tym celu przedmiot obrabiany jest specjalnie podgrzewany do określonej temperatury (po procesie hartowania). Temperatura decyduje o wyniku; zbyt wysokie temperatury prowadzą do utraty wytrzymałości.
