duimnael| Differensieel getemperde staal. Die verskillende kleure wat verkry word, dui die temperatuur aan waartoe die staal verhit is. Ligte strooi dui aan en ligblou dui aan.Light, its interaction with art and antiquities By Thomas B. Brill - Plenum Publishing 1980 Page 55Andrews, Jack (1994). New Edge of the Anvil: a resource book for the blacksmith. pp. 98–99 Tempering is 'n proses van hittebehandeling, wat gebruik word om die taaiheid van yster-gebaseerde legerings te verhoog. Tempering word gewoonlik na verharding uitgevoer om van die oortollige hardheid te verminder, en word gedoen deur die metaal vir 'n sekere tydperk tot 'n sekere temperatuur onder die kritieke punt te verhit en dit dan in stil lug te laat afkoel. Die presiese temperatuur bepaal die mate van hardheid wat verwyder word, en hang af van beide die samestelling van die legering en van die gewenste eienskappe in die finale produk. Baie harde gereedskap word byvoorbeeld dikwels by lae temperature getemper, terwyl vere by baie hoër temperature getemper word.
Inleiding duimnael| Mikrofoto van martensiet, 'n baie harde mikrostruktuur wat gevorm word wanneer staal afgeblus word. Tempering verminder die hardheid in die martensiet deur dit in verskeie vorme van getemperde martensiet te omskep. Tempering is 'n warmtebehandelingstegniek wat toegepas word op ysterhoudende legerings, soos staal of gietyster,om groter taaiheid te verkry deur die hardheid van die legering te verlaag. Die vermindering in hardheid gee gewoonlik aanleiding tot 'n toename in rekbaarheid, waardeur die brosheid van die metaal verminder word. Tempering word meestal uitgevoer na blussing, wat vinnige afkoeling van die metaal behels om dit tot onder sy "laer kritieke temperatuur" af te koel. Tempering word bewerkstellig deur beheerde verhitting van die gebluste werkstuk tot 'n temperatuur laer as sy "laer kritieke temperatuur ". Dit word ook die laer transformasietemperatuur of laer haltepunt- (A1) temperatuur genoem: die temperatuur waarby die kristallyne fases van die legering, genaamd ferriet en sementiet, begin kombineer om 'n enkelfase vaste oplossing te vorm, wat bekend staan as austeniet. Verhitting bo hierdie temperatuur word vermy om nie die baie harde, geblusde mikrostruktuur, bekend as martensiet, te vernietig nie.Steel metallurgy for the non-metallurgist By John D. Verhoeven - ASM International 2007 Page 99-105
Akkurate beheer van tyd en temperatuur tydens die temperingproses is van die uiterste belang om die verlangde balans van fisiese eienskappe te bereik. Lae tempertemperature kan net die interne spanning verlig, wat brosheid verminder terwyl 'n meerderheid van die hardheid behou word. Hoër tempertemperature is geneig om 'n groter vermindering in die hardheid mee te bring, wat 'n mate van vloeisterkte en treksterkte prysgee vir 'n toename in elastisiteit en plastisiteit. In sommige lae-legeringsstale, wat ander elemente soos chroom en molibdeen bevat, kan tempering by lae temperature egter 'n toename in hardheid meebring, terwyl die hardheid by hoër temperature sal afneem. Baie staalsoorte met hoë konsentrasies van hierdie legeringselemente tree op soos presipitasie-verhardende legerings, wat die teengestelde effekte lewer onder die toestande wat in blus en tempering voorkom, en waarna verwys word as marverouderingstale.
In koolstofstaal verander tempering die grootte en verspreiding van karbiede in die martensiet, wat 'n mikrostruktuur vorm wat as "getemperde martensiet" bekend staan. Temper word ook op genormaliseerde staal en gietyster uitgevoer om rekbaarheid, bewerkbaarheid en slagsterkte te verhoog.> Staal word gewoonlik eweredig getemper, genoem "deur-tempering", wat 'n byna eenvormige hardheid lewer, maar staal word soms oneweredig verhit, na verwys as "differensiële tempering", wat 'n variasie in hardheid veroorsaak.The Medieval Sword in the Modern World By Michael 'Tinker' Pearce - 2007 Page 39
Geskiedenis Tempering is 'n antieke hittebehandelingstegniek. Die oudste bekende voorbeeld van getemperde martensiet is 'n pikbyl wat in Galilea gevind is en wat uit ongeveer 1200 tot 1100 vC dateer.Tool steels By George Adam Roberts, George Krauss, Richard Kennedy, Richard L. Kennedy - ASM International 1998 Page 2 Die tegniek is regdeur die antieke wêreld gebruik, van Asië tot Europa en Afrika. Baie verskillende metodes en verkoelingsvloeistowwe is vir afblusssing is gedurende antieke tye gebruik, van blus in urine of bloed tot metale soos kwik of lood, maar die proses van tempering het oor die eeue feitlik onveranderd gebly. Temper is dikwels verwar met blus en baie keer is die term gebruik om beide tegnieke te beskryf. In 1889 het sir William Chandler Roberts-Austen geskryf: "Daar is steeds soveel verwarring tussen die woorde "temper," "tempering," en "verharding," in die geskrifte van selfs vooraanstaande deskundiges, dat dit goed is om hierdie ou definisies noukeurig in gedagte te hou. Ek sal die woord tempering in dieselfde sin as versagting gebruik."Roberts-Austen By Sir William Chandler Roberts-Austen, Sydney W. Smith - Charles Griffin & Co. 1914 Page 155-156
Terminologie In metallurgie kom baie terme voor, wat baie spesifieke betekenisse binne die veld het, maar dalk taamlik vaag lyk as dit van buite beskou word. Terme soos "hardheid", "slagweerstand", "taaiheid" en "sterkte" kan baie verskillende bybetekenisse hê, wat dit soms moeilik maak om 'n spesifieke betekenis te onderskei. Sommige van die terme wat teëgekom word, en hul spesifieke definisies, is:
Sterkte – Weerstand teen permanente vervorming en skeuring. Sterkte is nog steeds 'n taamlik vae term in metallurgie en word dus gewoonlik verdeel in vloeisterkte (sterkte waarby vervorming permanent word), treksterkte (die uiteindelike skeursterkte), skuifsterkte (weerstand teen dwars- of snykragte), en druksterkte (weerstand teen elastiese verkorting onder 'n las). Taaiheid – Weerstand teen breukvorming, soos gemeet met die Charpy-toets. Taaiheid neem dikwels toe namate sterkte afneem, want 'n materiaal wat buig is minder geneig om te breek. Hardheid – 'n Oppervlak se weerstand teen skrape, afslyting of induiking. In konvensionele metaallegerings is daar 'n lineêre verband tussen induiking-hardheid en treksterkte, wat die meting van laasgenoemde vergemaklik. Brosheid – Brosheid beskryf 'n materiaal se neiging om te breek voordat dit buig of vervorm, hetsy elasties of plasties. Brosheid neem toe met verminderde taaiheid, maar word ook grootliks deur interne spannings beïnvloed. Plastisiteit – Die vermoë om te vorm, buig of vervorm op 'n manier wat nie spontaan na sy oorspronklike vorm terugkeer nie. Dit is eweredig aan die rekbaarheid of smeebaarheid van die stof. Elastisiteit - Ook genoem buigsaamheid, dit is die vermoë om te vervorm, te buig, saam te druk of te rek en terug te keer na die oorspronklike vorm sodra die eksterne spanning verwyder is. Elastisiteit is omgekeerd eweredig aan die Young se modulus van die materiaal. Slagweerstand – Gewoonlik sinoniem met hoë sterkte taaiheid, dit is die vermoë om skoklading met minimale vervorming te weerstaan. Slytasieweerstand - Gewoonlik sinoniem met hardheid; dit is weerstand teen erosie, wegvreting, afsplintering of slytasie. Strukturele integriteit - Die vermoë om 'n maksimum aangeslane las te weerstaan terwyl dit breukvoorming weerstaan, vermoeidheid weerstaan en 'n minimale hoeveelheid buiging of defleksie ondergaan, om 'n maksimum lewensduur te bied.
Koolstofstaal Baie min metale reageer op hittebehandeling op dieselfde manier, of in dieselfde mate, as wat koolstofstaal doen, en koolstofstaal-hittebehandelingsgedrag kan radikaal verskil, afhangende van legeringselemente. Staal kan versag word tot 'n baie smeebare toestand deur uitgloeiing, of dit kan verhard word tot 'n toestand so hard en bros soos glas deur blus. In sy geharde toestand is staal egter gewoonlik heeltemal te bros, en het nie die breuktaaiheid om bruikbaar vir die meeste toepassings te wees nie. Tempering is 'n metode wat gebruik word om die hardheid te verminder, en sodoende die rekbaarheid van die geblusde staal te verhoog, om 'n mate van veerkragtigheid en smeebaarheid aan die metaal te verleen. Dit laat die metaal toe om te buig voordat dit breek. Afhangende van hoeveel humeur aan die staal verleen word, kan dit elasties buig (die staal keer terug na sy oorspronklike vorm sodra die las verwyder is), of dit kan plasties buig (die staal keer nie terug na sy oorspronklike vorm nie, wat permanente vervorming tot gevolg het ), voor breking. Tempering word gebruik om die meganiese eienskappe van die metaal presies te balanseer, soos skuifsterkte, vloeisterkte, hardheid, rekbaarheid en treksterkte, om enige aantal van 'n kombinasie van eienskappe te bereik, wat die staal nuttig maak vir 'n wye verskeidenheid toepassings. Gereedskap soos hamers en moersleutels vereis goeie weerstand teen skuur, slagweerstand en weerstand teen vervorming. Vere vereis nie soveel slytasieweerstand nie, maar moet elasties vervorm sonder om te breek. Motoronderdele is geneig om 'n bietjie minder sterk te wees, maar moet plasties vervorm voordat dit breek.
Behalwe in seldsame gevalle waar maksimum hardheid of slytasieweerstand nodig is, soos die ongetemperde staal wat vir fyle gebruik word, word gebluste staal byna altyd tot 'n mate getemper. Staal word egter soms uitgegloei deur 'n proses wat normalisering genoem word, wat die staal slegs gedeeltelik versag. Tempering word soms op genormaliseerde staal gebruik om dit verder te versag, wat die smeebaarheid en bewerkbaarheid verhoog vir makliker metaalbewerking. Tempering kan ook op gesweiste staal gebruik word om sommige van die spanning en oortollige hardheid wat in die hitte-geaffekteerde sone rondom die sweislas geskep word, te verlig.Steel metallurgy for the non-metallurgist By John D. Verhoeven - ASM International 2007 Page 99-105
Gebluste staal Tempering word meestal uitgevoer op staal wat bo sy boonste kritieke (A3) temperatuur verhit is en dan vinnig afgekoel is, in 'n proses wat blus (ook afskrik) genoem word, met behulp van metodes soos om die warm staal in water, olie of geforseerde lug te dompel. Die gebluste staal, wat in of baie naby sy hardste moontlike toestand verkeer, word dan getemper om die hardheid inkrementeel te verminder tot op 'n punt waar dit meer geskik is vir die verlangde toepassing. Die hardheid van die gebluste staal hang af van beide afkoeltempo en van die samestelling van die legering. Staal met 'n hoë koolstofinhoud sal 'n baie harder toestand bereik as staal met 'n lae koolstofinhoud. Net so sal die tempering van hoëkoolstofstaal tot 'n sekere temperatuur staal lewer wat aansienlik harder is as lae-koolstofstaal wat by dieselfde temperatuur getemper word. Die hoeveelheid tyd wat die voorwep by die tempertemperatuur gehou word, het ook 'n effek. Tempering by 'n effens verhoogde temperatuur vir 'n korter tyd kan dieselfde effek hê as temper by 'n laer temperatuur vir 'n langer tyd. Tempertye wissel, afhangende van die koolstofinhoud, grootte en bedoelde toepassing van die staal, maar wissel gewoonlik van 'n paar minute tot 'n paar uur.