Do czego służy obróbka cieplna metali?
Dzięki obróbce termicznej metali zmienia się ich właściwości mechaniczne oraz plastyczne. Konkretne przekształcenia osiąga się przy użyciu różnych metod. W dzisiejszym artykule przyjrzymy się bliżej temu, co można zrobić z metalem przy jego odpowiedniej obróbce.
Obróbka cieplna hartowaniem
To jedna z najczęściej stosowanych metod. Polega ona na podgrzewaniu stali do temperatury występowania austenitu i wygrzaniu (ok. 30-50ºC powyżej linii GSK), a następnie gwałtownym schłodzeniu w wodzie. Celem tych zabiegów jest zwiększenie twardości stali. Należy jednak wiedzieć, że odbywa się to kosztem jej ciągliwości oraz plastyczności.
Pozostałe sposoby hartowania i ich zastosowanie to:
1) Zwykłe. Służy do otrzymania twardości rzędu 60-65 HRC.
2) Stopniowe. Ta obróbka cieplna metali ma na celu zwiększenie twardości do 55-62 HRC z mniejszymi naprężeniami oraz odkształceniami.
3) Hartowanie z przemianą izotermiczną. Stal osiąga wartość 35-55 HRC, a naprężenia i odkształcenia są niemal niezauważalne.
Obróbka cieplna metali odpuszczaniem
Proces stosuje się przy stalach hartowanych o twardości 60-65 HRC. Wymaga osiągnięcia temperatury 150-250ºC dla odpuszczania niskiego, 250-500ºC dla średniego i powyżej 500ºC dla wysokiego. Po wygrzaniu należy schłodzić materiał w wodzie lub oleju. W efekcie usuwa się naprężenia hartownicze, zmniejsza twardość i polepsza ciągliwość wraz z udarnością.
Ulepszenie cieplne jako forma obróbki cieplnej
To w praktyce połączenie hartowania oraz odpuszczania wysokiego. Służy do wytwarzania stali o wysokiej twardości, a jednocześnie wysokiej ciągliwości. Stal po takiej obróbce cieplnej trafia do bezpośredniej sprzedaży na rynku.
Obróbka cieplna wyżarzaniem
Wyżarzanie jest procesem zbliżonym do odpuszczania. Różnica polega na wykorzystaniu stali w stanie surowym, a nie hartowanym. Z kolei cel jest ten sam: polepszenie właściwości plastycznych metalu. Obróbka cieplna wyżarzaniem dzieli się na:
1) Odprężające. Eliminuje naprężenia wewnętrzne bez znaczącej zmiany struktury.
2) Rekrystalizujące. Usuwa objawy zgniotu i zastępuje je miękką strukturą.
3) Zmiękczające. Stosowane do stali przeznaczonych do obróbki na zimno.
4) Zupełne. Polepsza wytrzymałość i usuwa naprężenia kosztem twardości.
5) Normalizujące. Efekty identyczne, jak przy zupełnym, ale stosuje się do stali podeutektoidalnych.
6) Ujednorodniające. Ma na celu zmniejszyć niejednorodność składu chemicznego metalu, dzięki czemu nadaje się do zastosowania w odlewach z miejscowymi domieszkami.
Obróbka cieplno-chemiczna
Proces rozpoczyna się od nagrzewania do odpowiedniej temperatury. Stal wygrzewa się wraz z chemicznym oddziaływaniem ośrodka z pierwiastkiem wzbogacającym skład chemiczny materiału. Obróbka cieplna służy więc m.in. do zwiększenia odporności na korozję.
Obróbka cieplna metali nawęglaniem
Z pomocą tej metody uzyskuje się warstwę o grubości do 2 mm i twardości 60-65 HRC. Utwardza powierzchnię miękkich metali o słabej hartowności.
Obróbka cieplna azotowaniem
Aby osiągnąć cel w tym przypadku, należy wygrzać metal w środowisku bogatym w azot. W efekcie uzyskuje się większą odporność na ścieranie.
