4140 stål er en legering med høj styrke, der består af jern, krom, silicium og molybdæn. Dette materiale har fremragende styrke til lavere vægt. Varmebehandling er en proces, hvor man bruger høje temperaturer til at ændre molekylstrukturen i materialet for at hærde eller blødgøre materialet.
Varmebehandlingsovnen
Trin 1
Processen med varmebehandling er kompliceret, hvis du håber at opnå høje kvalitetsstandarder. For hjemmebutikhobbyisten er processen i en grad enklere. Varmebehandling kan opdeles i et antal operationer, som hver vil blive adskilt i et antal trin. Det første trin er at fremstille en varmebehandlingsovn.
Trin 2
Varmen har en tendens til at udjævne. Hvis du prøver at varmebehandle stål uden noget at holde varmen i, vil det være meget vanskeligt at opretholde en temperatur, og meget af varmen bliver spildt. Derfor bygger vi et ovnkammer ud af mursten. Prøv at finde mursten, der er bedømt for den højeste varmemodstand. Læg et lag mursten fladt og jævnt ud. Prøv at lægge en størrelse, der holder det største stykke, du vil varmebehandle, med to tykkelser af mursten på hver side.
Trin 3
Du stakler nu et lag mursten langs omkredsen og oven på de mursten, du har lagt. Hold mursten tæt sammen. For nu skal du kun placere mursten langs tre sider af omkredsen. Sørg også for at skifte murstenes positioner som en mur. Når du har nået den planlagte højde på dit kammer, skal du placere stålpladen oven på murstenene, og sørg for, at den ikke rager forbi siderne af murstenen.
Trin 4
Tilføj nu et andet lag mursten langs ydersiden af kammeret, der blev bygget. Placer disse lige op mod det første lag, stabl dem et eller to lag højere end stålpladen.
Trin 5
Læg mursten oven på stålpladen, og sørg for ikke at lade nogen del af pladen udsættes.
Trin 6
Brug af ovnkammeret indebærer at placere stålet i kammeret, tilføje varmekilden og i nogle tilfælde placere mursten over åbningen for at holde varmen inde.
Quenching
Trin 1
Quenching er den hurtige afkøling af metallet. Det overfører metallet ekstra hårdhed uden at skabe svagheder eller krumning. For at begynde skal du placere delen i ovnen, læg den på ekstra mursten og sørg for at have mest luft omkring stykket. Du vil også placere din beholder med olie og vand på mursten i nærheden.
Trin 2
Tag din lommelygte eller varmekilde, og opvarm stykket 4140 stål. Du vil prøve at være så jævn som muligt i opvarmning.
Trin 3
Når brikken er varm nok, hvilket kan ses som en lys, gul glød af stålet, vil du hurtigt og omhyggeligt gribe fat i delen og placere den hurtigt i olie eller vand. Stå tilbage, da varme væsker skubbes ud. Valg af vand giver hårdhed. Olie tilføjer kulstof til stålet, hvilket gør det sværere, men også lidt sprødt.
Hærdning
Trin 1
Quenching gør stål meget hårdt. Det vil også gøre det sprødt. For at gøre det mindre sprødt uden at løsne hærdningen, skal du placere din del i ovnkammeret ligesom ovenfor.
Trin 2
Varm den del som ovenfor, men kun til cirka en kedelig, kirsebærrød glød.
Trin 3
I løbet af de næste par minutter skal du langsomt slå varmen ned og lade stykket langsomt køle af. Jo langsommere du går, desto mindre sprødt bliver brikken. Det vil stadig beholde det meste af sin styrke, men alligevel være i stand til at modstå kræfter, der kan forårsage, at det pludselig spåner eller bryder.
Annealing
Trin 1
Glødeprocessen blødgør materialet. I denne tilstand er det lettere at skære og bearbejde og forme det efter behov. Det begynder som ovenfor og placerer delen i kammeret.
Trin 2
Tilsæt varmekilden, og luk kammeret så meget som muligt. Sørg for, at du sikkert kan nå temperaturen. Opvarm delen, indtil den når den lysegule glødetilstand. Opbevar den ved den temperatur i mindst en halv time. Du ønsker at sikre, at stykket opvarmes hele vejen igennem.
Trin 3
Træk varmekilden ud, sluk den, og tæt dit kammer helt. Sørg for, at der ikke er nogen luftåbninger.
Trin 4
Lad delen køle af uden at åbne kammeret. Det kan tage overalt fra seks timer til en dag. Temperaturen skal falde meget langsomt. Når stykket først er ved stuetemperatur, anneales det.
