Der Aufheiz- und Abkühlprozess beeinflusst die Härte von Stahl in unterschiedlichem Maße. Hochlegierte Stähle mit relativ hohem Kohlenstoffgehalt wie das American Iron and Steel Institute (AISI) 4130 müssen wärmebehandelt werden, bevor sie bearbeitet oder geformt werden können. Zwei Prozesse ändern die Härte von 4130, das Tempern und das Normalisieren, die je nach gewünschter Anwendung des Stahls angewendet werden können.
Allgemeine Chemie
AISI 4130 Stahl hat eine spezielle chemische Zusammensetzung, die ihm eine einzigartige Reihe von Eigenschaften verleiht. Der Stahl hat einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,28 und 0,33 Prozent, einen Chromgehalt zwischen 0,8 und 1,1 Prozent, einen Mangangehalt zwischen 0,7 und 0,9 Prozent, einen Molybdängehalt zwischen 0,15 und 0,25 Prozent und einen Siliziumgehalt zwischen 0,15 und 0,35 Prozent. Diese Chemie erzeugt einen Stahl mit einer gewissen Korrosionsbeständigkeit und der Fähigkeit, gehärtet zu werden.
Geglüht
Beim Tempern wird die Molekülstruktur von Stahl in einen Gleichgewichtszustand versetzt. Es kann analog zur Herstellung von Süßigkeiten sein, wenn man sich einen Süßigkeitensirup vorstellt, der langsam Kristalle bildet. Während die Kristalle wachsen, wird das Material weniger formbar und schwieriger zu biegen. Dieser Prozess findet in Stahl statt, wenn er bearbeitet, bearbeitet oder erhitzt wird. Wenn 4130 erhitzt und bei 1.525 Grad gehalten wird, kehrt die Kristallstruktur des Stahls in einen formbaren Zustand zurück. Vollständig geglüht 4130 hat eine Zugfestigkeit von 81.200 Pfund pro Quadratzoll und eine Rockwell-Härte von 95.
Normalisiert
Das Normalisieren ist ein ähnlicher Vorgang wie das Tempern, mit der Ausnahme, dass das Metall auf eine höhere Temperatur erwärmt und über Stunden oder sogar Tage langsam abgekühlt wird. Diese langsame Abkühlung beseitigt fast alle inneren Spannungen in 4130 Stahl und erzeugt ein duktiles Material mit einer höheren Zugfestigkeit im Vergleich zu geglühtem Stahl bei 106.000 psi. Der Stahl hat die gleiche Rockwell-Härte und andere physikalische Eigenschaften, ist jedoch im bearbeiteten Zustand wesentlich belastbarer.
