Procesy hartowania

Procesy hartowania mogą podnosić twardość i mogą zwiększać odporność zmęczeniową elementów stalowych. Dobór metody i parametrów może wpływać na odkształcenia, pęknięcia oraz trwałość w eksploatacji.

Hartowanie może:

• zwiększać twardość i wytrzymałość dzięki przemianie austenitu w martenzyt podczas szybkiego chłodzenia
• zmniejszać udarność jako skutek wzrostu kruchości po zahartowaniu
• wymagać odpuszczania w celu redukcji naprężeń i przywrócenia plastyczności

Media chłodzące mogą:

• różnicować intensywność chłodzenia (woda > roztwory polimerowe > olej > powietrze)
• wpływać na odkształcenia i pęknięcia poprzez gradienty temperatury i szybkość odbioru ciepła

Hartowanie objętościowe może:

• utwardzać cały przekrój elementu po nagrzaniu do austenityzacji i szybkim chłodzeniu
• powodować większe odkształcenia przy masywnych detalach i ostrych przejściach

Hartowanie powierzchniowe może:

• utwardzać warstwę wierzchnią przy zachowaniu ciągliwego rdzenia
• zwiększać odporność na zużycie kół zębatych, wałów i krzywek

Hartowanie indukcyjne może:

• lokalnie nagrzewać dzięki prądom wirowym i szybko chłodzić wodą lub polimerem
• skraczać czas procesu i ograniczać odkształcenia dzięki precyzyjnej kontroli strefy

Hartowanie płomieniowe może:

• zapewniać selektywne utwardzanie dużych elementów o nieregularnym kształcie
• wymagać doświadczonej kontroli nad temperaturą i czasem nagrzewania

Hartowanie w kąpielach solnych może:

• poprawiać równomierność nagrzewu i ograniczać utlenianie
• zwiększać bezpieczeństwo wymagań środowiskowych poprzez kontrolę i utylizację soli

Stale hartowalne mogą:

• wymagać odpowiedniej hartowności (zawartość węgla ~0,3–0,6% i dodatki stopowe)
• uzyskiwać różną głębokość utwardzenia zależną od składu i wielkości ziarna

Geometria detalu może:

• wpływać na ryzyko pęknięć w rejonach ostrych krawędzi i zmian przekroju
• determinować wybór medium chłodzącego i strategii chłodzenia (proste zanurzenie vs. agitacja)

Parametry procesu mogą:

• wymagać precyzyjnej kontroli temperatury austenityzacji, czasu wygrzewania i szybkości chłodzenia
• być walidowane przez twardość, mikrostrukturę i krzywe uhartowania

Wyżarzanie niskie (odpuszczanie) może:

• redukować naprężenia wewnętrzne po hartowaniu
• równoważyć twardość i ciągliwość pod wymagania aplikacji

Hartowanie może powodować odkształcenia i wymagać prostowania, a zbyt agresywne chłodzenie może wywoływać pęknięcia. Zanieczyszczenia, odwęglenie i przegrzanie mogą obniżać jakość warstwy wierzchniej i żywotność części.