Jak rozhartować hardox
Kluczowe punkty
• Podgrzać równomiernie do ~600 °C.
• Wygrzać 2 h (reguła 1-2 h / 25 mm).
• Schładzać w piecu ≤ 10 °C/h do 300 °C, dalej w powietrzu.
• Po procesie skontrolować twardość; przywrócenie parametrów fabrycznych w warunkach warsztatowych jest praktycznie niemożliwe.
Hardox® (400, 450, 500, 600) to stal martenzytyczna (niskostopowa Cr-Mn-B) dostarczana w stanie hartowanym i odpuszczonym w hucie SSAB. Twardość 400 – 600 HBW oraz drobne ziarno uzyskuje się dzięki:
Rozhartowanie = rozpad martenzytu (karbidy ➜ ferryt + bainit/perlit). Wymaga podniesienia temperatury powyżej temperaturowej stabilności węglika ε:
• 250 °C – początek spadku twardości (producent zabrania przekraczać tę temperaturę w eksploatacji)
• 550 – 650 °C – szybki wzrost ferrytu, pełne wyżarzenie zmiękczające
• ≥ 850 °C – pełne przewyżarzanie (austenityzacja) – technologicznie zbędne, ryzyko deformacji.
• Twardość ↓ o 50 – 60 %.
• Udarność i plastyczność ↑, ale odporność na ścieranie ↓ 3-4-krotnie.
• Odzyskanie pierwotnego poziomu HB wymaga pełnego cyklu hartowania + odpuszczania w piecach przemysłowych i nadal nie gwarantuje jakości SSAB (brak szybkiej linii chłodniczej, gruboziarnisty austenit).
• Wiercenie otworów gwintowanych > M16 w grubej blasze,
• Duże gięcia przy małych promieniach,
• Obróbka wytaczaniem lub toczeniem przy ograniczeniu zużycia narzędzi.
• SSAB w aktualnych wytycznych (2023) stanowczo odradza jakąkolwiek obróbkę cieplną powyżej 250 °C, ponieważ „eliminuje to wartość dodaną produktu”.
• Przemysł skłania się ku technikom obróbki „na zimno”: water-jet, wycinanie laserem z kontrolą SWC, wiertła węglikowe z powłoką AlTiN, a także druk 3D elementów pomocniczych z węglików spiekanych zamiast ingerowania w Hardox.
• Rozwijane są lokalne metody zmiękczania wiązką laserową (laser softening) – punktowa redukcja twardości bez utraty własności całej części.
• Reguła czasu:
\[ t_{wygrzewania}\,[h] \approx 1.5 \times \frac{g\,[mm]}{25} \]
• Kiedy wystarczy wysokie odpuszczanie (200 – 500 °C): drobne zmiany twardości (-10 ÷ -30 %) przy zachowaniu częściowej odporności na zużycie.
• Porównanie HB po zabiegu (Hardox 450):
– stan fabryczny ~450 HBW
– odpuszczanie 400 °C / 2 h ➜ ~380 HBW
– wyżarzanie 600 °C / 2 h ➜ ~200 HBW
• W maszynach górniczych, transportowych czy dźwigowych Hardox jest elementem krytycznym; zmiana mikrostruktury bez ponownego certyfikowania może naruszać normy EN 1090 i dyrektywy maszynowe.
• W aplikacjach kontaktujących się z żywnością (np. kruszarki rolnicze) materiał po zmiękczeniu może mieć inną odporność na korozję ➜ ryzyko zanieczyszczeń.
• Nierównomierne nagrzanie ➜ lokalne naprężenia, pęknięcia włosowate.
• Ciężkie płyty (> 50 mm) wymagają czujników wewnętrznych; sama termopara pieca nie gwarantuje jednorodności.
• Wyżarzanie w atmosferze utleniającej ➜ zgorzelina 0,2 - 0,5 mm, konieczne szlifowanie.
• Lokalne zmiękczanie wiązką lasera lub indukcją z kontrolą CNC.
• Nanostrukturalne powłoki ceramiczne na narzędziach skrawających do Hardox.
• Metody hybrydowe: frezowanie + kriogeniczne chłodzenie ciekłym azotem dla zwiększenia żywotności narzędzi.
Rozhartowanie Hardoxu polega na wyżarzaniu zmiękczającym (≈600 °C, powolne chłodzenie). Procedura jest prosta, lecz destrukcyjna dla głównej zalety materiału – odporności na ścieranie. W zdecydowanej większości przypadków tańsze i bezpieczniejsze jest dostosowanie technologii obróbki (water-jet, narzędzia węglikowe, odpowiednie parametry skrawania) niż pozbawianie stali jej fabrycznych właściwości.
