Gloeien is een warmtebehandelingsproces waarbij gesmeed rond staal wordt verwarmd tot een bepaalde temperatuur (meestal onder de kritische temperatuur) en vervolgens langzaam wordt afgekoeld, meestal in een oven. Het primaire doel van gloeien is om het staal zachter te maken, waardoor het beter verwerkbaar wordt voor daaropvolgende bewerkings- of vormbewerkingen. Tijdens het gloeien worden de interne spanningen die tijdens het smeden worden veroorzaakt, verlicht en wordt de korrelstructuur van het staal verfijnd. Dit proces resulteert in een verminderde hardheid en verhoogde ductiliteit, waardoor het vermogen van het staal om plastische vervorming te ondergaan zonder te breken wordt vergroot. Bovendien verbetert uitgloeien de uniformiteit van de microstructuur van het staal, wat bijdraagt aan meer voorspelbare en consistente prestaties bij de uiteindelijke toepassing.
Afschrikken is een kritisch warmtebehandelingsproces waarbij gesmeed rond staal tot een hoge temperatuur wordt verwarmd, doorgaans boven de kritische temperatuur, en het vervolgens snel wordt afgekoeld in een afschrikmedium zoals water, olie of polymeeroplossingen. Door de snelle afkoeling verandert de microstructuur van het staal, meestal in martensiet, een harde en brosse fase die wordt gekenmerkt door een naaldachtige structuur. Deze transformatie verhoogt de hardheid en treksterkte van het staal aanzienlijk. Het afschrikken brengt echter ook aanzienlijke interne spanningen met zich mee als gevolg van de verschillende koelsnelheden in het staal, die kunnen leiden tot kromtrekken of barsten als ze niet op de juiste manier worden beheerd. De keuze van het afschrikmedium en de afkoelsnelheid zijn cruciale factoren bij het bereiken van het gewenste evenwicht tussen hardheid en taaiheid.
Na het blussen wordt het temperen uitgevoerd om de brosheid veroorzaakt door de martensitische transformatie te verminderen. Bij dit proces wordt het afgeschrikte staal opnieuw verwarmd tot een temperatuur onder de kritische temperatuur en gedurende een bepaalde periode op deze temperatuur gehouden voordat het wordt afgekoeld tot kamertemperatuur. De ontlaattemperatuur en -duur worden zorgvuldig gecontroleerd om de gewenste mechanische eigenschappen te bereiken. Temperen vermindert de hardheid van het staal enigszins, terwijl de taaiheid aanzienlijk wordt verbeterd, waardoor het staal minder vatbaar wordt voor scheuren onder impact of spanning. Het proces verlicht ook een deel van de interne spanningen die tijdens het afschrikken worden veroorzaakt, waardoor de microstructuur van het staal wordt gestabiliseerd en de dimensionele stabiliteit ervan wordt verbeterd.
Normaliseren houdt in dat het gesmede ronde staal wordt verwarmd tot een temperatuur die iets boven de kritische temperatuur ligt (doorgaans 850°C tot 950°C) en het vervolgens aan de lucht laat afkoelen. Dit proces is gericht op het verfijnen van de korrelstructuur van het staal, het verbeteren van de uniformiteit en het verbeteren van mechanische eigenschappen zoals sterkte en taaiheid. In tegenstelling tot blussen produceert normaliseren geen extreme hardheid, maar zorgt het voor een meer uniforme en evenwichtige microstructuur, waardoor het geschikt is voor toepassingen waarbij een combinatie van sterkte en ductiliteit vereist is.
Voor toepassingen die een hard, slijtvast oppervlak vereisen met behoud van een taaie kern, worden verhardingstechnieken zoals carboneren, nitreren of carbonitreren gebruikt. Deze processen omvatten het diffunderen van koolstof of stikstof in de oppervlaktelaag van het gesmede ronde staal om de oppervlaktehardheid te vergroten. Bij carboneren gaat het bijvoorbeeld om het verwarmen van het staal in een koolstofrijke omgeving, terwijl bij nitreren stikstof wordt geïntroduceerd. De oppervlakteharding verbetert de slijtvastheid en vermoeiingssterkte, terwijl de kern relatief zachter en taaier blijft, wat een goede combinatie van prestatiekenmerken oplevert.
Gesmede schacht van gelegeerd staal
