Het verwarmings- en koelproces beïnvloedt de hardheid van staal in verschillende mate. Relatief koolstofrijke, hooggelegeerde staalsoorten zoals het American Iron and Steel Institute (AISI) 4130 moeten met warmte worden behandeld voordat ze kunnen worden bewerkt of gevormd. Twee processen veranderen de hardheid van 4130, gloeien en normaliseren, die beide kunnen worden toegepast afhankelijk van de gewenste toepassing van het staal.
Algemene scheikunde
AISI 4130-staal heeft een gespecialiseerde chemische samenstelling die het een unieke set eigenschappen geeft. Het staal heeft een koolstofgehalte tussen 0,28 en 0,33 procent, een chroomgehalte tussen 0,8 en 1,1 procent, mangaangehalte tussen 0,7 en 0,9 procent, molybdeen tussen 0,15 en 0,25 procent en een siliciumgehalte tussen 0,15 en 0,35 procent. Deze chemie creëert een staal met enige corrosieweerstand en het vermogen om te worden gehard.
Annealed
Gloeien is het proces van het veranderen van de moleculaire structuur van staal naar zijn evenwichtstoestand. Het kan analoog zijn aan het maken van snoepjes als je je een snoepsiroop voorstelt die langzaam kristallen vormt. Naarmate de kristallen groeien, wordt het materiaal minder kneedbaar en moeilijker te buigen. Dit proces vindt plaats in staal wanneer het wordt bewerkt, bewerkt of verwarmd. Wanneer 4130 wordt verwarmd en op 1525 graden wordt gehouden, begint de kristallijne structuur van het staal terug te keren naar een kneedbare toestand. Volledig gegloeid 4130 heeft een treksterkte van 81.200 pond per vierkante inch en een Rockwell-hardheid van 95.
Genormaliseerde
Normaliseren is een soortgelijk proces als gloeien, behalve dat het metaal wordt verwarmd tot een hogere temperatuur en langzaam wordt afgekoeld gedurende uren of zelfs dagen. Deze langzame koeling verwijdert bijna alle inwendige spanning in 4130 staal en creëert een ductiel materiaal met een hogere treksterkte in vergelijking met gegloeid staal bij 106.000 psi. Het staal heeft dezelfde Rockwell-hardheid en andere fysische eigenschappen, maar is veel veerkrachtiger wanneer het wordt bewerkt.
