Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 1. 6 januari 1953 - Ythärdning — material och resultat, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
4
TEKNISK TIDSKRIFT
kisel och mangan, men dessa bidrar mycket litet
till ytskiktets hårdhet. Kol är däremot inte utan
verkan; det ger högre kvävekoncentration i
stålytan. I regel är kolhalten 0,15—0,50 % och väljs
med hänsyn till önskade egenskaper hos kärnan.
Aluminium inverkar mer på ythårdheten än
något annat legeringsämne. Det kan orsaka
sprödhet och sprickbildning oberoende av andra
tillsatser. Den erhållna hårdheten är
proportionell mot aluminiumhalten och ytskiktets
tjocklek omvänt proportionell mot den. Vid halter
över 3 % har aluminium dock mindre verkan.
Molybden används i nitrerstål främst för att
minska försprödning. Nitrertemperaturen ligger
nämligen inom det område där
anlöpningsspröd-het uppstår hos många stål. Molybden minskar
också ytskiktets sprödhet och tillsätts därför
alltid tillsammans med aluminium. Det syns gynna
kvävets inträngning i aluminiumhaltiga stål,
men vid närvaro av krom har det motsatt verkan.
Krom ger liksom aluminium ett relativt tunt
ni-tridhaltigt ytskikt ehuru med något mindre
hårdhet. Vanadin ökar ytskiktets tjocklek och
hårdhet märkbart. Det har emellertid visats att om
stålets kolhalt ökas vid konstant vanadinhalt,
minskas hårdheten därför att vanadinet bildar
en olöslig karbid. Nickel, som ingår i några
nitrerstål, minskar ytskiktets hårdhet men ökar
dess hållfasthet och seghet. Vidare ger nickel
större hållfasthet och hårdhet åt kärnan som
härigenom blir ett bättre underlag för ytskiktet.
De material som kan nitrerhärdas tillhör tre
grupper. En av dessa är speciella nitrerstål med
egenskaper liknande kromnickelstålens. Deras
hållfasthet bestäms huvudsakligen av kolhalten
som kan gå upp till 0,5 %. De innehåller alltid
molybden (ofta 0,20—0,25 % och ibland ända
till 1,25 %) och vanligen 1—3 % krom. Många,
men långt ifrån alla, nitrerstål innehåller
aluminium, vanligen ca 1 %. Vanadin kan ingå, oftast
med ca 0,2 %. Halten av de fyra
legeringsmetallerna är 2—3,5 %. Friskärande stål med hög
svavelhalt kan nitrerhärdas utan svårighet.
En annan grupp består av rostfria och
värmehärdiga stål vilka mycket väl kan nitrerhärdas
ehuru de måste förbehandlas med stor omsorg,
därför att oxidskikt kan hindra kvävets
inträngande. Både austenitiska stål av 18-8-typ och
kromstål kan nitrerhärdas. De förra får ett
mycket tunt ytskikt, tunnare än nitrerstålen; de
senare tillåter relativt djup cementering. Även mer
komplexa austenitiska stål, t.ex. volframhaltiga
kromnickelstål, kan nitrerhärdas. Den tredje
gruppen av material som kan nitrerhärdas är
gjutjärn innehållande samma legeringsmetaller
som nitrerstålen och ca 2,5 % kol.
Karbonitrering i cyanidbad används mest för
stål med låg kolhalt (upp till ca 0,5 % C). Alla
sätthärdningsstål kan karbonitreras i gas.
Enligt denna metod ythärdas stål med 0,10—0,40 %
kol eller mera. Stål med medelhög kolhalt
används för delar som skall tåla hög belastning,
t.ex. kugghjul. Man karbonitrerar också
verktygsstål och perlitiskt aducerat gjutgods,
åtminstone på försök.
Ytskiktets egenskaper
Termiska metoder
Flamhärdning och induktionshärdning ger
ytskikt vilkas hårdhet är densamma i en stor del
av dess tvärsnitt, men det bildas en jämn
övergång från ytskikt till kärna. Den hårdhet, som
uppnås under rätta betingelser, beror givetvis
på det använda stålets kolhalt.
Ytskiktets mikrostruktur avviker helt från den
som fås vid cementering. Vid flam- och
induktionshärdning beror stålets struktur uteslutande
av värmebehandlingen, medan den vid
cementering också påverkas av ändringen i ytskiktets
sammansättning. I förra fallet består yttersta
delen av skiktet (ca 50 % av dess tjocklek) oftast
av ren martensit som inåt övergår till troostit,
ferrit och eventuellt ferrit-perlit.
Mikrostrukturen blir dock annorlunda för ett stål som
härdats och anlöpts före ythärdningen. I detta fall
kan sålunda troostitzonen bli mycket tunn.
Flamhärdning ger tjockare ytskikt än andra
yt-härdningsmetoder. I allmänhet blir de 2,5—5 mm
men tjockleken beror givetvis på betingelserna
vid härdningen och stålets egenskaper. Stål,
innehållande legeringsämnen som ökar deras
härd-barhet, får sålunda tjockare ytskikt än ett
kolstål under samma betingelser. Flamhärdning ger
nästan lika hårda ytskikt som sätthärdning, men
oftast med mindre utmattningshållfasthet.
Vid induktionshärdning kan man reglera
ytskiktets tjocklek genom ändring av den använda
strömkällans frekvens och naturligtvis också
genom ändring av upphettningstiden. Det djup till
vilket virvelströmmarna tränger är omvänt
proportionellt mot frekvensens kvadrat. Den
uppvärmda zonen blir dock tjockare genom
värmeledning. Ytskiktets tjocklek blir 0,5—1 mm.
Cementerings processer
Vid sätthärdning inverkar många faktorer på
det uppkolade skiktets tjocklek. Av mindre
betydelse är stålets sammansättning, men dess
struktur har en indirekt verkan. Ett finkornigt
stål, som inte har tendens till korntillväxt, kan
nämligen upphettas till högre temperatur än ett
grovkornigt utan risk för att kärnans seghet
minskas. Vid pulveruppkolning har
uppkolnings-medlets sammansättning ingen nämnvärd
betydelse för slutresultatet. De dominerande
faktorerna är uppvärmningstid och temperatur.
Vanligen upphettas ca 10 h, varvid ett stål med låg
kolhalt får ett ytskikt på ca 1 mm.
Vid gasuppkolning har även gasens
sammansättning påtaglig inverkan på resultatet. Används
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
