Härdning
Härdning betyder att man gör ett material hårt genom uppvärmning och sedan nedkylning. Ett järn blir härdbart om det har en kolhalt på över 0,4 % och det kallas då för stål. Idag heter egentligen allt ferrit (latinska beteckningen för rent järn) med kol i för stål, oavsett härdbarhet. I detta arbete benämner jag dock härdbart järn för stål och icke härdbart för järn. Man kan säga att ju snabbare ett stål kyls desto hårdare blir det. Kolhalten avgör också hur hårt ett härdat stål blir. Olika härdvätskor skapar också olika härdningar. Vatten ger en snabb nedkylning, medan olja ger en långsam. Värmer man oljan blir härdningen något hårdare, eftersom oljan flyter lättare. I gamla tider blandade smeder ofta vattnet med olika saker för att bättra på härdningen, te x salt och urin. Det kan vara lämpligt att inte ha ett alltför kallt vatten, då det skapar större påfrestningar på stålet. En del moderna stålsorter lufthärdar, d v s att de inte behöver kylas i vatten.
Ett härdat stål är visserligen hårt, men det är också stötkänsligt och skört. Det är nästan som glas i sin struktur och det kan lätt spricka. Låter man ett hårt härdat föremål ligga utan att det anlöps kan det mycket väl hända att det spricker av sig själv. För att motverka denna sprödhet ska man anlöpa. Mer om det under nästa avsnitt.
1. Härdningen går i praktiken till så att man värmer upp ett föremål tills dess att det har en körsbärsröd färg. Det är viktigt att se till att föremålet har en jämn temperatur. Se därför till att värma upp föremålet långsamt. Du kan också låta materialet ligga kvar i ässjan ett tag utan lufttillströmning, för att få en jämn värme.
2. Stoppa ner föremålet i härdvätskan och rör runt det, för att förhindra att bubblor stannar kvar vid föremålet och ger en ojämn härdning. Beroende på föremålets storlek varierar tiden du bör hålla det nere. För att ge en jämn avkylning ska du se till att föremålet förs ner med en jämn hastighet och att du rör runt det jämnt. Om du endast härdar en del av ett föremål doppa endast den glödgade delen. Knivar skall doppas med ryggen först och vinklas med spetsen ner i 45 grader. Vinkla inte kniven då härdningen kan ta olika mycket (varpå kniven blir böjd). Olikformade föremål doppas med de grövsta delarna först. Vid skarpa ansättningar och liknande bildas lätt brottpunkter, se till att värmen är jämn i de olika delarna.
3. Ta upp föremålet och dra ett par snabba drag över ytan med en smärgelduk. På den blanka ytan som uppstår kan du se anlöpningsfärgerna (se nästa avsnitt).
4. För att göra en härdtest kan du dra en fil över det härdade föremålet. Om filen endast glider över och inte “tar” betyder det att härdningen har lyckats.
Ett föremål kan lätt spricka under härdningen. Detta kan bero på en mängd olika saker. För hastig avkylning, kallsmide, skarpa vinklar, fel temperatur (eller olika temperaturer) kan bidra till att skapa sprickor.
Idag är det lätt att härda högkvalitativa stål med stor hårdhet. Det finns dock risker med sådana stål i smidesverktyg. Eftersom de är så hårda är det risk att små flis springer ur dem under arbetets gång. En sådan flis är mycket vass och den flyger ut med stor hastighet. Det innebär uppenbarligen risker, inte bara för ögon och andra känsliga kroppsdelar. En sådan flis kan med lätthet penetrera en kropp och orsaka allvarliga och, om man har otur, livshotande skador. Det är därför viktigt att man anlöper material ordentligt, så att en del av hårdheten försvinner. Det är bättre med ett för mjukt verktyg, som man kan härda om eller slipa till, än ett verktyg som utsätter en själv och omgivningen för fara.
Vid härdning av kolstål kan man ta hjälp av en magnet. När magneten förlorar sin förmåga att fästa vid stålet, är det dags att kyla.
Rent tekniskt sker omkristalliseringar vid höga temperaturer (beror på kolhalten). Järn och järnkarbid sluts samman och bildar en enhetlig lösning vid uppvärmning under 721 grader Celsius, som kallas austenit (Roberts-Austen var en brittisk metallurg). Om ämnet får svalna långsamt kommer dess ursprungliga beståndsdelar att återkomma (ferrit, perlit och cementit). Om man kyler det fort och har en temperatur över 721 greader Celsius kommer istället en ny beståndsdel att tillkomma i strukturen och den “fryses” i sin nytillkomna form. Den nya beståndsdelen kallas martensit efter den tyske metallurgen Martens.
[attachment=0:2ijldnig]<!-- ia0 -->namnlos.bmp<!-- ia0 -->[/attachment:2ijldnig]
Johan Sangberg
Härdning
)