Wat verhardt spanning?

Spanningharden is een proces waarbij metalen uitharden wanneer ze mechanisch worden gebogen. Spanningharden is een proces dat plaatsvindt in het kristalrooster van een materiaal. Deze vorm van verharding is nuttig om de sterkte van metalen te verhogen die niet kunnen worden gehard door warmtebehandelingen. Veel metalen en legeringen die door warmte kunnen worden gehard, kunnen echter ook door rek worden gehard. Spanningharden, ook wel werkharden genoemd, kan doelbewust worden toegepast als een hardingsproces tijdens het vormen van onderdelen of kan onbedoeld optreden tijdens de bewerking of abnormale bewerking.

Voorafgaand aan spanningsharden vertonen materialen typisch een gelijkmatig verdeelde, defectvrije kristallijne structuur. Wanneer het materiaal wordt onderworpen aan mechanische stress, vormen zich microscopische defecten die bekend staan ​​als dislocaties in de kristalstructuur. Als de stress voortduurt, verspreiden deze dislocaties zich en werken ze met elkaar samen, waardoor nieuwe interne structuren worden gevormd die verdere afbuiging weerstaan. Deze formaties - of vastzetpunten - verhogen de vloeigrens van het materiaal, of het vermogen om weerstand te bieden tegen stress, met een daaropvolgende afname van ductiliteit of zachtheid. Een van de meest gebruikelijke manieren om opzettelijk het proces voor het harden van spanningen te initiëren, is om onderdelen koud te vormen.

Zoals eerder vermeld, kan spanningsharden een gewenst of ongewenst proces zijn. Wanneer het uitharden van het werk een beoogd eindresultaat is, is koud bewerken of vormen van onderdelen een van de meest effectieve manieren om dit voor elkaar te krijgen. Dit is met name handig bij het bewerken van metalen die niet door warmte kunnen worden gehard. Deze omvatten koolstofarm staal, aluminium en puur koper. Wanneer deze metalen tijdens het vormen worden samengedrukt, getrokken, gebogen of gehamerd, veroorzaken de betrokken spanningen de vorming van de kristallijne dislocaties die het materiaal verharden.

Ongewenste rekharding treedt op wanneer ductiele of zachte materialen onjuist worden bewerkt of tijdens hun werkcycli overmatig worden gebogen. Als het onderdeel tijdens de bewerking wordt blootgesteld aan extreem diepe sneden, kan de resulterende spanning de vorming van kristallijne dislocaties veroorzaken met resulterende verharding. Deze onbedoelde verharding kan dan verdere bewerking voorkomen of zelfs de gereedschapsbits beschadigen. Wanneer nodulaire delen worden bewerkt, moeten gereedschapbits voorzichtig worden vooruitgeschoven om te voorkomen dat ongewenste uitharding van het werk optreedt.

Metalen delen die tijdens normaal werk voorbij hun ontwerpparameters worden gebogen, kunnen ook een zekere mate van rekharden ervaren. Kleine deflecties binnen die parameters worden gemakkelijk geabsorbeerd door een materiaal dat terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm zonder wijzigingen aan de interne structuur. Wanneer het voorbij die grenzen wordt gebogen, begint het proces van dislocatievorming en wordt het materiaal hard. Dit veroorzaakt een resulterende weerstand tegen elke buiging, wat kan leiden tot uiteindelijk barsten of breken van het onderdeel.