Ståltyper og varmebehandling: normalisering, hærdning og anløbning

En beslagsmed former ikke bare stål — han ændrer det. Hver gang et emne varmes op i essen og køles ned igen, ændres stålets indre kornstruktur, og dermed dets hårdhed, sejhed og styrke. Uddannelsens fag Grundsmedning kræver ifølge målpindene, at lærlingen opnår forståelse for, hvilken indvirkning opvarmning har på stålet, og kan anvende normalisering, anløbning og hærdning af enkelte ståltyper samt opnår færdighed i essesvejsning. Det lyder teoretisk, men det er dybt praktisk: forkert varmebehandlet værktøj knækker, og forkert behandlet sko slides skævt.

§Kulstoffet bestemmer

Stål er jern med et lille indhold af kulstof, og netop kulstofindholdet afgør, hvad man kan med materialet. Blødt stål med lavt kulstofindhold er sejt og let at smede — det er skomaterialet. Stål med højere kulstofindhold kan hærdes og bruges derfor til værktøj som hovknive, tænger og mejsler. Som smed skal man vide, hvilken ståltype man står med, før man vælger varmebehandling: at forsøge at hærde et stål med for lavt kulstofindhold giver ingen effekt, og at overophede et værktøjsstål kan ødelægge det.

§Normalisering — nulstilling af strukturen

Under smedning bliver stålets kornstruktur ujævn: nogle områder er hamret meget, andre lidt, og der opstår indre spændinger. Ved normalisering varmes emnet ensartet op over stålets omdannelsestemperatur og køles derefter roligt af i stille luft. Resultatet er en finkornet, ensartet struktur uden de indre spændinger — stålet er normaliseret tilbage til en kendt tilstand. Det gør man typisk efter kraftig smedning, før videre bearbejdning.

§Hærdning — hårdt, men sprødt

Ved hærdning varmes stålet igen op over omdannelsestemperaturen, men i stedet for langsom afkøling bratkøles det i vand eller olie. Den hurtige afkøling fastfryser en meget hård struktur i stålet. Prisen er sprødhed: et nyhærdet emne er hårdt som glas og kan springe ved slag. Derfor står hærdning aldrig alene.

§Anløbning — sejheden tilbage

Efter hærdning anløbes emnet: det genopvarmes til en væsentligt lavere temperatur og holdes der, hvorved noget af hårdheden byttes for sejhed. Traditionelt aflæser smeden anløbningstemperaturen på de anløbningsfarver, der trækker hen over den blankslebne overflade — fra lys halmgul over brun og violet til blå — hvor de gule toner svarer til lavere temperatur og større bevaret hårdhed end de blå. Balancen mellem hårdhed og sejhed vælges efter værktøjets brug: en æg skal være hård, et slagværktøj skal være sejt.

• 01Normalisering: opvarmning over omdannelsestemperatur + rolig luftkøling → ensartet, spændingsfri struktur.
• 02Hærdning: opvarmning over omdannelsestemperatur + bratkøling i vand/olie → maksimal hårdhed, men sprødt.
• 03Anløbning: genopvarmning til lavere temperatur efter hærdning → sejhed på bekostning af lidt hårdhed.
• 04Glødefarverne (fra mørkerød mod lys gul) viser smedetemperaturen; anløbningsfarverne (gul mod blå) viser anløbningstemperaturen.

§Essesvejsning

Essesvejsning er den ældste svejsemetode: to emner varmes op til svejsetemperatur — hvor stålet er næsten hvidglødende og overfladen begynder at blive klæbrig — og hamres derefter sammen, så de forenes i ét stykke. Metoden kræver ren overflade, rigtig temperatur og hurtige, sikre hammerslag. I beslagsmedefaget bruges essesvejsning blandt andet ved fremstilling af visse håndsmedede sko og modifikationer, og færdigheden er et selvstændigt mål i Grundsmedning.

§Gas- eller kulesse?

Målpindene nævner udtrykkeligt arbejde med både gas- og kulesser. Gasessen er hurtig at tænde, giver jævn varme og er standard i mange mobile værksteder. Kulessen giver mulighed for meget høje temperaturer koncentreret på et lille område — en fordel ved essesvejsning — men kræver mere pasning og erfaring med ildens styring. Begge stiller krav til udsugning og brandsikkerhed: Arbejdstilsynets regler om arbejde med åben ild og røggasser gælder i smedjen som på ethvert andet værksted.

Metallurgien er det usynlige halvdel af smedehåndværket. To sko kan se ens ud og opføre sig helt forskelligt, fordi den ene er smedet og kølet korrekt og den anden er overophedet og fuld af spændinger. Den beslagsmed, der forstår sit stål, laver værktøj der holder, sko der slides jævnt — og undgår de brud, der altid kommer på det mest ubelejlige tidspunkt.