Vad är stamhärdning?

Stamhärdning är en process där metaller härdar när de böjs mekaniskt. Stammhärdning är en process som sker i kristallgitteret i ett material. Denna form av härdning är användbar för att öka styrkan hos metaller som inte kan härdas genom värmebehandlingar. Många metaller och legeringar som kan värmhärdas kan emellertid också härdas. Stamhärdning, även kallad arbetshärdning, kan tillämpas målmedvetet som en härdningsprocess under delformning eller sker oavsiktligt under bearbetning eller onormal drift.

Före töjningshärdning uppvisar material typiskt en jämnt fördelad, defektfri kristallin struktur. När materialet utsätts för mekanisk påfrestning bildas mikroskopiska defekter kända som dislokationer i kristallstrukturen. Om spänningen fortsätter sprider sig dessa interlokationer och interagerar med varandra och bildar nya inre strukturer som motstår ytterligare avböjning. Dessa formationer - eller fästpunkter - ökar materialens avkastningsstyrka, eller förmågan att motstå att bli stressad, med en efterföljande minskning av duktilitet eller mjukhet. Ett av de vanligaste sätten att avsiktligt initiera ansträngningshärdningsprocessen är att förkyla delar.

Som nämnts tidigare kan töjningshärdning vara en önskvärd eller oönskad process. När arbetshårdning är ett avsedd slutresultat är kallbearbetning eller formning av delar ett av de mest effektiva sätten att få det till. Detta är särskilt användbart vid bearbetning av metaller som inte kan värmas härdas. Dessa inkluderar lågkolstål, aluminium och ren koppar. När dessa metaller komprimeras, dras, böjs eller hammas under formning, inducerar de involverade spänningarna bildningen av de kristallina dislokationerna som härdar materialet.

Oönskad töjningshärdning uppstår när duktila eller mjuka material bearbetas felaktigt eller böjs för mycket under deras arbetscykler. Om delen under bearbetning utsätts för alltför djupa skär kan den resulterande spänningen orsaka bildning av kristallina dislokationer med resulterande härdning. Denna oavsiktliga härdning kan då förhindra ytterligare bearbetning eller till och med skada verktygsbitarna. När duktila delar bearbetas, bör verktygsbitarna föras fram försiktigt för att förhindra att oönskad arbetshårdning inträffar.

Metalldelar som är böjda utöver sina designparametrar under regelbundet arbete kan också uppleva en grad av töjningshärdning. Små avböjningar inom dessa parametrar absorberas lätt av ett material som återgår till sin ursprungliga form utan några ändringar i dess inre struktur. När man böjs utöver dessa gränser börjar emellertid processen med dislokation och materialet hårdnar. Detta orsakar ett resulterande motstånd mot böjning, vilket kan leda till eventuell sprickbildning eller sprickbildning av delen.