(Neutraal) harden

(Neutraal) harden wordt ook wel gewoon harden (zonder toevoeging neutraal) of martensitisch harden genoemd en is een warmtebehandeling die wordt gebruikt om hoge hardheid/sterkte in staal te bereiken. Het bestaat uit austeniteren, afschrikken en ontlaten, om een veredelde martensiet- of bainietstructuur te behouden. De chemische samenstelling wordt hierbij niet veranderd.

Voordelen

Neutrale harding heeft, afhankelijk van het soort staal, verschillende voordelen:

• Zwaar belaste onderdelen kunnen een optimale combinatie van grote sterkte, taaiheid en, indien van toepassing, temperatuurbestendigheid, gegeven worden
• Dergelijke onderdelen kunnen lichter en stijver gemaakt worden vanwege grotere sterkte
• Gereedschap en matrijzen krijgen de vereiste hoge bestendigheid tegen slijtage en/of hitte met behoud van taaiheid
• Onderdelen die tot een lage ruwheid geslepen moeten worden, verkrijgen de daarvoor vereiste bewerkbaarheid
• Wanneer de onderdelen gemaakt zijn van martensitisch roestvast staal is voor al deze doeleinden de corrosieweerstand pas beschikbaar na deze warmtebehandeling

Gereedschapsstaal: de gewenste eigenschappen van grote hardheid, slijtvastheid, hittebestendigheid en bewerkbaarheid kunnen alleen worden bereikt door harden.

Martensitisch roestvast staal: deze staalsoorten krijgen hun maximale weerstand tegen corrosie uitsluitend door harden.

Voor alle staalsoorten: tijdens de vormgeving van de onderdelen (wat plaatsvindt vóór de warmtebehandeling) is het materiaal relatief zacht en daardoor gemakkelijk te bewerken.

Applicaties en materialen

Constructiestaal:

• Zwaar belaste onderdelen, zoals aandrijfassen, draagbalken, frames, heftruckvorken, moeren en bouten, hijsogen, enz.
• Gelijksoortige onderdelen, bedoeld voor hogere temperaturen
• Alle soorten veren van elke afmeting
• Gereedschappen: snijden, hameren, walsen d.w.z. alle gereedschappen voor koud en warm bewerken
• Matrijzen: snijden, walsen, stampen, hameren, maar ook kunststof en aluminium gietstukken, en extrusiematrijzen
• Roestvaststalen onderdelen die een hoge weerstand tegen corrosie nodig hebben (voedingsmiddelen- en medische industrie)

Procesdetails

De hardingsprocessen die hier beschreven worden, zijn meestal neutraal, wat betekent dat de chemische samenstelling van het staaloppervlak van de onderdelen niet zal veranderen tijdens het proces.

Direct harden is de meest gebruikte manier voor het harden van staal.

• De eerste stap is het in fasen opwarmen tot de hardingstemperatuur die, afhankelijk van de soort staal, tussen 800 en 1220°C ligt. Bij een temperatuur tussen 730 en 900°C (afhankelijk van de soort staal) wordt de microstructuur omgezet in austeniet.
• De tweede stap is het austeniteren: handhaven van deze hardings- of austeniteertemperatuur tot de microstructuur overal is omgezet in austeniet en om de temperatuur van de onderdelen overal gelijk te maken. NB: Bij de omzetting in austeniet vermindert het specifieke volume.
• De derde stap is de  onderdelen in een koud middel vanaf de austeniteertemperatuur direct af te schrikken. Het afschrikmiddel dat gebruikt wordt, is meestal water, vloeibaar zout, olie, of stikstof onder hoge druk, afhankelijk van de staalsoort en afmetingen van het onderdeel. De afkoelsnelheid moet hoog genoeg zijn om te voorkomen dat het materiaal weer omgezet wordt in de oorspronkelijke zachte structuur.