Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Materialen en Hardware

Gloeien is een warmtebehandeling die je kan uitoefenen op een materiaal. Maar wat gebeurt er met een materiaal als die gegloeid wordt? Wat is de gloeitemperatuur? Wat gebeurt er als je opnieuw gloeit? Op al deze vragen wordt antwoord gegeven in dit artikel!

Oplossingswarmtebehandeling Gloeien

De oplossingswarmtebehandeling (oplos gloeien en afschrikken) wordt uitsluitend toegepast bij precipitatie hardende legeringen. De behandeling bestaat uit het verhitten op een zodanig hoge temperatuur en zo lang dat alle legeringselementen volledig oplossen.

Door oplos gloeien wordt het effect van voorgaande warmtebehandelingen en mogelijk versteviging volledig tenietgedaan. Na de gloeibehandeling moeten de onderdelen zo snel mogelijk worden afgeschrikt (afgekoeld). Direct na het oplos gloeien en afschrikken verkeert het materiaal in de AQ-toestand. Deze toestand is niet stabiel.

Het materiaal wordt vanzelf harder en komt na een zekere tijd in de W-toestand. De tijdsduur van de AQ-toestand is afhankelijk van de legering en varieert van circa 20 min. tot circa 2 uur.

Gloeien : De Gloeitemperatuur

De temperatuur bij het oplosgloeien is zeer belangrijk. Wordt het materiaal bij een te lage temperatuur gegloeid, dan lost er te weinig van het legeringselement in het basismateriaal op. Dit heeft tot gevolg dat na het precipitatie harden niet de volledige sterkte wordt bereikt.

Gloeit men bij een te hoge temperatuur, dan wordt het materiaal onherstelbaar beschadigd door een begin van smelten. Zie onderstaande afbeelding. De voorgeschreven temperaturen en de tolerantie (meestal +5K) moeten dus nauwkeurig worden aangehouden.

Voor de juiste gloei temperatuur dienen we de voorschriften te raadplegen. Deze verschillen per materiaaltype. Ook tussen verschillende verbruikers kunnen geringe verschillen zijn.

De Gloeitijd

De tijdsduur bij het oplosgloeien moet voldoende zijn om alle legeringselementen volledig op te lossen in het aluminium. Is de gloeitijd te kort, dan heeft dit hetzelfde effect als wanneer met een te lage temperatuur wordt gegloeid.

Te lang gloeien heeft voor geplateerde platen het nadeel dat het legeringselement zich door ”diffusie” uit het kernmateriaal in de plateer laag zal mengen. Hoe langer de gloeitijd, hoe sterker dit verschijnsel. Daarmee is verklaard waarom nooit langer mag worden gegloeid dan is voorgeschreven. Ook het aantal malen oplos gloeien is aan zeer strikte regels gebonden.

Door het diffunderen van de koperdeeltjes in de plateer laag wordt deze evenals het onderliggende materiaal een Al-Cu-legering. Deze legering is niet corrosie vast. Te lang gloeien van geplateerde platen heeft dus een vermindering van de corrosievastheid tot gevolg.

Door een vermindering van het percentage legeringselement in het kernmateriaal, zal bovendien ook de treksterkte verminderen. Geplateerde platen moeten dan ook altijd gedurende de minimale tijd worden gegloeid.

De gloeitemperatuur en -tijd verschillen per materiaaldikte. Dun materiaal is sneller door en door verwarmd dan dik materiaal. Ook de soort oven heeft invloed op de gloeitijd. In een Zoutbad oven vindt de doorwarming sneller plaats dan in een heteluchtoven. De warmteoverdracht bij vloeibaar zout is beter.

Plateer laag dat zichtbaar is door gloeien van materiaal

Opnieuw oplos Gloeien van Plaatmateriaal

Bij meerdere keren oplos gloeien van geplateerde platen ontstaat hetzelfde effect als bij te lang gloeien. Na elke warmtebehandeling scheiden zich legeringselementen uit het materiaal af en verbinden zich met aluminium van de plateer laag. De bijna pure plateer laag wordt dan eveneens een legering.

Door dit verschijnsel zal de sterkte van het kernmateriaal en in het bijzonder de corrosievastheid van de plateer laag ongunstig worden beïnvloed. Daarom is het aantal malen oplos gloeien beperkt. Steeds dienen echter de voorschriften te worden geraadpleegd of er opnieuw mag worden oplos gegloeid. Dit is aan zeer strikte regels gebonden.

Sterk oververhit plaatmateriaal na het gloeien

Afschrikken

Na het oplosgloeien moeten de onderdelen altijd zo snel mogelijk worden afgekoeld. Dit noemen we afschrikken. Het afschrikken gebeurt in een bak gevuld met leidingwater van circa 293K (19,8°C). Door het snelle afkoelen blijft nagenoeg al het legeringselement opgelost. De materiaalstructuur die ontstaan is door het oplosgloeien blijft behouden.

Bij langzame afkoeling zou de zacht gegloeide toestand (de O-toestand) ontstaan. Om dan de precipitatiegeharde toestand (T-toestand) te bereiken moeten we het materiaal weer opnieuw oplos gloeien en daarna precipitatie harden. Om dit te vermijden moeten de onderdelen na het oplosgloeien snel worden afgekoeld.

Het onderdompelen van de onderdelen in het water moet verticaal gebeuren om buitensporige vervorming en/of kromtrekken te voorkomen. De onderdelen moeten zo lang in het water worden gehouden totdat de temperatuur van de onderdelen nagenoeg die van het water heeft bereikt.

Onderdelen die zijn gegloeid in een Zoutbad, moeten na het afschrikken goed worden gespoeld in stromend water om alle zoutresten te verwijderen.

Verloop van de temperatuur bij oplos gloeien , afschrikken en precipitatie harden

Verlengen van de AQ-Toestand

Direct na het oplos gloeien en afschrikken verkeert het materiaal in de AQ-toestand. Door de onderdelen direct na het afschrikken in een vrieskast bij voldoende lage temperatuur op te slaan, kunnen we de duur van de AQ-toestand verlengen. Het proces van precipitatie harding kan dan vertraagd of onderdrukt worden gedurende de periode dat de onderdelen zich in de vrieskast bevinden.

Hoe lager de temperatuur, hoe langer de AQ-toestand kan worden behouden. Bij een temperatuur van 255 K (-18°C) of lager, kunnen we de AQ-toestand maximaal 170 uur (=1 week) behouden. Bij het plaatsen in= of het nemen van de onderdelen uit de vrieskast moet de deur zo kort mogelijk openstaan. Dit om te voorkomen dat de temperatuur in de vrieskast teveel oploopt.

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Materialen en Hardware

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.