Jak prawidłowo wybrać tryb obróbki cieplnej dla różnych stopów?

 Obróbka cieplna metali i stopów odgrywa kluczową rolę w poprawie ich właściwości mechanicznych, fizycznych i chemicznych. Proces ten pozwala na osiągnięcie określonych właściwości, takich jak twardość, wytrzymałość, plastyczność i odporność na korozję, które sprawiają, że materiały nadają się do różnych gałęzi przemysłu. Jednak każdy stop wymaga indywidualnego podejścia do obróbki cieplnej. Zastanówmy się, jak prawidłowo wybrać tryb dla najpopularniejszych rodzajów stopów.

1. Cechy obróbki cieplnej stali

Stal jest jednym z najpopularniejszych materiałów w inżynierii i budownictwie. Istnieje wiele rodzajów stali, które różnią się składem chemicznym i dlatego wymagają różnych trybów przetwarzania.

Stal węglowa. Procesy normalizacji i wyżarzania są optymalne dla stali niskowęglowych (do 0,25% węgla). Normalizacja poprawia ziarnistość metalu, zwiększając jego wytrzymałość i plastyczność. Stale średnio- i wysokowęglowe najczęściej poddawane są hartowaniu, a następnie odpuszczaniu. Hartowanie nadaje stali twardość, a odpuszczanie zmniejsza kruchość.

Stale stopowe. W zależności od dodatków (chrom, nikiel, molibden) stale stopowe mogą wymagać bardziej złożonych sposobów przetwarzania. Na przykład stale chromowe są utwardzane w temperaturze 850-900°C, a następnie odpuszczane w celu zmniejszenia naprężeń.

Właściwy wybór trybu obróbki stali zależy od wymagań stawianych gotowemu produktowi. Jeśli wymagana jest wysoka wytrzymałość i odporność na zużycie, stosuje się hartowanie i odpuszczanie. Jeśli ciągliwość i spawalność są ważne, preferowane jest normalizowanie i wyżarzanie.

2. Stopy aluminium: dobór temperatury i reżimów

Stopy aluminium charakteryzują się dużą odpornością na korozję oraz lekkością, co czyni je niezastąpionymi w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i budowlanym. Jednakże obróbka cieplna stopów aluminium wymaga precyzyjnej kontroli temperatury, aby uniknąć utraty właściwości.

Hartowanie. Główną metodą obróbki cieplnej stopów aluminium jest hartowanie, po którym następuje starzenie. Do hartowania zwykle wybiera się temperaturę 450-550°C, po czym następuje szybkie chłodzenie wodą lub olejem. Proces ten nadaje materiałowi wytrzymałość i odporność na odkształcenia.

Starzenie się. Stopy hartowane poddawane są naturalnemu lub sztucznemu starzeniu. Naturalne starzenie odbywa się w temperaturze pokojowej przez kilka dni, natomiast sztuczne starzenie wymaga podgrzania do temperatury 150-200°C, co przyspiesza proces.

Wybór konkretnego sposobu obróbki cieplnej stopów aluminium zależy od ich marki. W przypadku stopów o dużej wytrzymałości (na przykład duraluminium) zaleca się hartowanie, a następnie sztuczne starzenie w celu uzyskania maksymalnej wytrzymałości.

3. Stopy magnezu: reżimy temperaturowe i wpływ na właściwości

Stopy magnezu są stosowane w budowie samolotów i samochodów ze względu na ich lekkość i dużą wytrzymałość. Jednak ich obróbka cieplna wymaga specjalnego podejścia ze względu na wrażliwość magnezu na wysokie temperatury i możliwe zmiany strukturalne.

Wyżarzanie. W celu poprawy plastyczności stopy magnezu poddaje się wyżarzaniu w temperaturze 300-400°C. Proces ten łagodzi naprężenia wewnętrzne powstające podczas odlewania lub formowania na zimno.

Hartowanie i starzenie. W przeciwieństwie do stopów aluminium, magnez nie wymaga wysokich temperatur do hartowania. Zwykle proces odpuszczania odbywa się w temperaturze 200-300°C, a starzenie – w temperaturze około 150°C. Pozwala to na poprawę właściwości mechanicznych, takich jak twardość i wytrzymałość.

Właściwy dobór temperatury i czasu obróbki stopów magnezu zależy od wymagań dotyczących końcowych właściwości materiału, takich jak wytrzymałość czy plastyczność.

4. Stopy tytanu: złożone systemy zapewniające maksymalną wytrzymałość

Tytan jest materiałem stosowanym w przemyśle lotniczym i medycznym ze względu na unikalne połączenie lekkości, wytrzymałości i odporności na korozję. Jednakże jego obróbka cieplna wymaga starannego doboru trybów ze względu na tendencję tytanu do tworzenia warstw tlenkowych w wysokich temperaturach.

Wyżarzanie. Główną metodą obróbki tytanu jest wyżarzanie, które przeprowadza się w temperaturze 700-900°C. Wyżarzanie pozwala na zmniejszenie naprężeń wewnętrznych, poprawę plastyczności i zwiększenie udarności.

Hartowanie i starzenie. Stopy tytanu, takie jak Ti-6Al-4V, hartuje się w temperaturze 900-950°C, a następnie starze w temperaturze 480-600°C. Pozwala to uzyskać wysoką wytrzymałość i odporność na korozję.

Właściwy sposób obróbki tytanu zależy od wymagań stawianych gotowemu produktowi i jego właściwościom użytkowym. Dokładna kontrola temperatury jest ważna, aby zapobiec kruchości i zmniejszonej odporności na korozję.

5. Stopy miedzi i brązu: wybór miękkiego wykończenia

Miedź i brąz to stopy stosowane w elektronice i budownictwie ze względu na ich wysoką przewodność i odporność na korozję. Ich obróbka cieplna ma na celu poprawę plastyczności i zmniejszenie naprężeń wewnętrznych.

Wyżarzanie. W przypadku stopów miedzi stosuje się tryby wyżarzania miękkiego w temperaturze 400-600°C, co pozwala poprawić skrawalność i wyeliminować naprężenia wewnętrzne.

Hartowanie. W przeciwieństwie do stali i aluminium, stopy miedzi rzadko ulegają uszkodzeniu

Porównanie różnych metod hartowania: Jak wybrać najlepszą metodę?

 Hartowanie metali jest jednym z kluczowych procesów obróbki cieplnej, który pozwala znacząco zwiększyć ich twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość. Jednocześnie wybór właściwej metody hartowania zależy od wielu czynników, m.in. od rodzaju metalu, wymaganych właściwości mechanicznych i warunków produkcji. W tym artykule rozważymy różne metody hartowania termicznego i chemiczno-termicznego, ich cechy i obszary zastosowania, co pomoże Ci wybrać najbardziej odpowiednią metodę dla Twojej produkcji.

Klasyczne hartowanie termiczne

Hartowanie na gorąco to proces, w którym metal jest podgrzewany do określonej temperatury, a następnie szybko schładzany. Najczęściej jako czynnik chłodzący stosuje się wodę, olej lub powietrze. Proces ten prowadzi do zmiany struktury krystalicznej metalu, co zapewnia wzrost twardości.

Zastosowanie: Najczęściej stosowany do stali węglowych i stopowych. Metoda ta jest odpowiednia dla produktów wymagających dużej twardości powierzchni, takich jak narzędzia skrawające, łożyska, osie i wały.

Zalety: Prostota i wszechstronność metody.

Wady: Nagłe ochłodzenie może prowadzić do odkształceń lub pęknięć, szczególnie w przypadku dużych produktów.

Hartowanie indukcyjne (hartowanie mikrofalowe)

Hartowanie indukcyjne to metoda polegająca na nagrzewaniu metalu za pomocą indukcji elektromagnetycznej. Szybkie i miejscowe nagrzewanie pozwala na utwardzenie jedynie powierzchniowych warstw, pozostawiając wewnętrzną strukturę metalu stosunkowo miękką i plastyczną.

Zastosowanie: Szeroko stosowany do części poddawanych znacznym obciążeniom mechanicznym, takich jak koła zębate, wały i koła zębate. Metoda ta pozwala na osiągnięcie dużej twardości powierzchni przy zachowaniu udarności.

Zalety: Dokładna kontrola procesu, możliwość hartowania poszczególnych części detalu.

Wady: wyższy koszt sprzętu w porównaniu do klasycznego hartowania.

Hartowanie izotermiczne

Hartowanie izotermiczne to proces, w którym metal jest najpierw podgrzewany do temperatury austenityzacji, a następnie chłodzony w kontrolowanym środowisku ze stopniowym obniżaniem temperatury. Metoda ta pozwala na uzyskanie równomiernego rozkładu właściwości mechanicznych w całej masie produktu.

Zastosowanie: Stosuje się go do części o skomplikowanych kształtach lub dużych produktów, które mają istotną jednorodność właściwości, np. Części karoserii, osie, duże koła zębate.

Zalety: Zmniejszenie naprężeń wewnętrznych i ryzyka odkształceń.

Wady: Długość procesu w porównaniu z innymi metodami hartowania.

Cementowanie (obróbka chemiczna i termiczna)

Cementowanie to proces, w którym powierzchnia produktu stalowego nasyca się węglem. Po zacementowaniu produkt ulega utwardzeniu, w wyniku czego powstaje niezwykle twarda powierzchnia, natomiast rdzeń pozostaje miękki i plastyczny.

Stosować do części, które muszą mieć wysoką twardość powierzchni przy jednoczesnym zachowaniu mocnego i elastycznego rdzenia, takich jak koła zębate, wały i inne części maszyn.

Zalety: Zapewnia wysoką odporność na zużycie przy zachowaniu wytrzymałości.

Wady: czas trwania procesu i potrzeba specjalnego sprzętu.

Hartowanie w środowiskach ochronnych

Hartowanie w środowiskach ochronnych polega na zastosowaniu gazów obojętnych lub próżni, aby zapobiec utlenianiu i tworzeniu się kamienia na powierzchni metalu. Metoda ta pozwala na utrzymanie powierzchni w czystości i zapobiega jej uszkodzeniom.

Zastosowania: Stosowany do produktów wysokiej jakości, gdzie ważna jest czystość powierzchni, takich jak stale narzędziowe, instrumenty medyczne i części lotnicze.

Zalety: Czystość i dokładność obróbki, zmniejszenie ryzyka utleniania.

Wady: wysoki koszt sprzętu.

Nitrocementacja (obróbka chemiczno-termiczna)

Nitrocementacja to połączony proces jednoczesnego nasycania powierzchni wyrobu stalowego węglem i azotem. Metoda ta pozwala uzyskać niezwykle wysoką odporność na zużycie i korozję.

Zastosowanie: Stosowany do części narażonych na duże zużycie lub wymagających ochrony przed korozją, takich jak wały, koła zębate, łożyska i pierścienie tłokowe.

Zalety: Wysoka twardość, odporność na zużycie i odporność na korozję.

Bardziej złożona i kosztowna technologia w porównaniu do cementowania.

Jak wybrać najlepszą metodę hartowania?

Wybierając metodę hartowania, należy wziąć pod uwagę kilka kluczowych czynników:

Rodzaj metalu: Na przykład stale wysokowęglowe lepiej poddają się klasycznemu hartowaniu termicznemu, a stale niskowęglowe procesom chemiczno-termicznym, takim jak nawęglanie.

Niezbędne właściwości: Jeżeli wymagana jest wysoka twardość powierzchni przy zachowaniu plastyczności rdzenia, odpowiednie są procesy hartowania indukcyjnego lub cementowania. Jeżeli wymagana jest jednorodność właściwości w całej objętości, lepsze jest utwardzanie izotermiczne.

Rozmiar i kształt produktu: Produkty o dużych lub skomplikowanych kształtach mogą wymagać kontrolowanych metod chłodzenia, takich jak chłodzenie izotermiczne lub hartowanie w środowiskach ochronnych.

Wtryskowa obróbka cieplna na odporność korozyjną metali

 Odporność na korozję jest jedną z najważniejszych właściwości metali, która decyduje o ich trwałości i właściwościach użytkowych. Wpływy środowiska, w tym wilgoć, agresywne związki chemiczne i naprężenia mechaniczne, mogą znacznie pogorszyć właściwości materiałów, powodując korozję. Obróbka cieplna metali jest ważnym narzędziem, które nie tylko poprawia właściwości mechaniczne, takie jak twardość i wytrzymałość, ale także wpływa na odporność na korozję. W tym artykule przyjrzymy się, jak różne metody obróbki cieplnej wpływają na odporność korozyjną metali oraz jakie technologie obróbki najlepiej nadają się do zwiększenia ich właściwości ochronnych.

Mechanizm korozji metali

Korozja metali to proces ich niszczenia pod wpływem czynników zewnętrznych, takich jak wilgoć, kwasy czy sole. Główne rodzaje korozji to:

Korozja chemiczna: zachodzi bez udziału prądów elektrycznych, zwykle w wysokich temperaturach, gdy metal wchodzi w interakcję z agresywnymi mediami, na przykład gazami.

Korozja elektrochemiczna: powstaje w wyniku reakcji elektrochemicznych zachodzących na powierzchni metali w obecności elektrolitu (woda, kwasy, sole). Najczęściej spotykany w warunkach naturalnych.

Obróbka cieplna pozwala na zmianę struktury i składu metali, co bezpośrednio wpływa na ich odporność na tego typu korozję.

Wyżarzanie i jego wpływ na odporność na korozję

Wyżarzanie to proces nagrzewania metalu do określonej temperatury, po którym następuje powolne chłodzenie. Wyżarzanie służy do usuwania naprężeń wewnętrznych, poprawy plastyczności i jednorodności konstrukcji metalowej.

Wpływ na odporność na korozję: Wyżarzanie ma pozytywny wpływ na odporność na korozję stali nierdzewnych i niektórych stopów. Proces ten pozwala zwiększyć jednorodność konstrukcji metalu, eliminuje przemieszczenia i mikropęknięcia, które mogą być ogniskami początku korozji. Jest to szczególnie ważne w przypadku stali odpornych na korozję, takich jak stale austenityczne i ferrytyczne. Poprawa struktury po wyżarzaniu przyczynia się do równomiernego rozmieszczenia pierwiastków stopowych (na przykład chromu), co zwiększa odporność na korozję w agresywnym środowisku.

Zastosowanie: Wyżarzanie jest często stosowane do stali nierdzewnych stosowanych w przemyśle chemicznym, spożywczym, a także przy produkcji urządzeń mających kontakt ze środowiskiem agresywnym.

Normalizacja i jej rola w ochronie przed korozją

Normalizacja metalu polega na nagrzaniu do temperatury, w której następuje całkowite rozpuszczenie faz, a następnie ochłodzeniu w powietrzu. Metodę tę stosuje się w celu poprawy właściwości mechanicznych i wyeliminowania niejednorodności strukturalnej.

Wpływ na odporność korozyjną: Normalizacja poprawia strukturę metalu, czyniąc go bardziej jednolitym i drobnoziarnistym, co zmniejsza ryzyko korozji międzykrystalicznej. Jest to szczególnie ważne w przypadku stali podatnych na korozję międzykrystaliczną podczas pracy w warunkach wysokich temperatur lub agresywnych środowisk.

Zastosowania: Normalizowanie jest często stosowane w przypadku stali węglowych i niskostopowych, które są podatne na korozję, na przykład w systemach rurociągów, przemyśle stoczniowym i inżynierii mechanicznej.

Hartowanie i jego wpływ na właściwości korozyjne

Hartowanie polega na nagrzaniu metalu, a następnie szybkim schłodzeniu w wodzie, oleju lub innym czynniku chłodzącym. Proces ten zmienia strukturę krystaliczną metalu, zwiększając jego twardość i odporność na zużycie.

Wpływ na odporność na korozję: Samo hartowanie może nieznacznie zmniejszyć odporność metali na korozję, ponieważ szybkie zmiany strukturalne mogą powodować naprężenia szczątkowe, mikropęknięcia i niejednorodności. Wady te mogą być źródłem korozji, szczególnie w agresywnym środowisku. Jednakże zastosowanie hartowania w połączeniu z późniejszą obróbką cieplną, taką jak odpuszczanie lub pasywacja, może znacząco poprawić odporność metali na korozję.

Zastosowanie: Hartowanie jest szczególnie ważne w przypadku stali narzędziowych, które wymagają dużej twardości i jednocześnie odporności na korozję przy użytkowaniu w agresywnych warunkach.

Zwolnić po stwardnieniu

Odpuszczanie to proces ponownego nagrzewania metalu po hartowaniu do temperatury poniżej temperatury rekrystalizacji, a następnie powolne chłodzenie. Łagodzi naprężenia wewnętrzne powstałe podczas procesu hartowania i zwiększa plastyczność metalu.

Wpływ na odporność na korozję: Odpuszczanie eliminuje defekty strukturalne powstałe w wyniku hartowania, co poprawia odporność na korozję. Proces ten zapewnia równomierne rozprowadzenie pierwiastków stopowych, takich jak chrom czy nikiel, co zwiększa odporność stali nierdzewnych na korozję. W niektórych przypadkach pasywację przeprowadza się po wakacjach, co zwiększa odporność na korozję.

Zastosowanie: Odpuszczanie stosuje się w przypadku części narażonych zarówno na obciążenia mechaniczne, jak i środowiska korozyjne, na przykład armatury, elementy złączne i części maszyn.

Hartowanie w środowiskach ochronnych

Hartowanie w środowiskach ochronnych, takich jak próżnia lub gazy obojętne, stosuje się w celu zapobiegania utlenianiu i tworzeniu się kamienia na powierzchni metali. Metoda ta jest szczególnie ważna w przypadku metali, które łatwo ulegają utlenieniu w wysokich temperaturach

Dlaczego dokładność jest ważna w procesie hartowania metalu?

 Łączenie metali to jeden z kluczowych procesów w metalurgii i inżynierii, co oznacza siłę wirusa końca. Ta metoda obróbki cieplnej pozwala znacznie poprawić właściwości mechaniczne metalu, czyniąc go bardziej trwałym, twardym i odpornym na zużycie. Jednak, jak każdy proces technologiczny, hartowanie wymaga starannego dostosowania parametrów technologicznych. Niewielkie różnice w temperaturze, godzinach nawijania lub prędkości chłodzenia mogą prowadzić do poważnych wad, które negatywnie wpływają na jakość produktu. W tym artykule przekonamy się, dlaczego dokładność w procesie hartowania metali jest najważniejsza.

Napełnianie precyzją metalowej konstrukcji

Utwardzanie następuje poprzez zmianę struktury metalu pod wpływem wtrysku wysokiej temperatury i dalszego chłodzenia cieczą. Do głównych zadań należy przejście metalu w fazę austenitu po nagrzaniu i jego przemiana w martenzyt podczas szybkiego chłodzenia. Ta zmiana w strukturze krystalicznej metalu znacznie zwiększa jego twardość i wytrzymałość. Proces ten będzie jednak wymagał bardzo precyzyjnej kontroli.

Jeśli temperatura metalu nie będzie wystarczająco wysoka, metal nie przejdzie całkowicie w stan austenitu, co doprowadzi do nierównomiernego przekształcenia struktury. Ma to negatywny wpływ na wartość wirusa. Z drugiej strony temperatury panujące nad światem mogą prowadzić do przegrzania i ponadziemskiego wzrostu ziaren, co sprawia, że ​​metal staje się kruchy i miękki, aż do zniszczenia.

Rola godziny okna i prędkość chłodzenia

Dokładność jest również ważna na etapie tonięcia metalu w wysokiej temperaturze. Metal musi stracić dokładnie stal w piecu, ponieważ jest to konieczne do całkowitego przejścia do stanu austenitu. Niewystarczający czas nawijania może doprowadzić do tego, że tylko część plonu zostanie zagojona, a inne działki staną się miękkie. Utwórz mieszaninę różnych rodzajów i polej według uznania.

Równie ważnym czynnikiem jest szybkość chłodzenia. Hartowanie wymaga szybkiego chłodzenia w celu utrwalenia struktury martenzytycznej. Jednak zbyt silne chłodzenie może spowodować wzrost naprężeń wewnętrznych, co może prowadzić do pękania metalu. Zbyt duże chłodzenie nie zapewnia jednak niezbędnej transformacji struktury, co zmniejszyłoby charakterystykę mikrobiologiczną wirusa. W przypadku różnych typów metali i stopów wymagane są różne tryby chłodzenia, a parametry te są dostosowywane w celu zapewnienia pomyślnego utwardzania.

Dokładność i powtarzalność procesu

W produkcji przemysłowej, gdy wybiera się dużą liczbę podobnych części, ważne jest zapewnienie dokładności przygotowania jednej próbki i powtarzalności procesu dla wszystkich próbek. Część skórna jest winna mechanicznej mocy i okrucieństwa swojej matki. Trudno jest kontrolować wszystkie parametry preparatu. Zautomatyzowane systemy pozwalają na dokładne ustawienie warunków temperaturowych oraz kontrolę godziny nawijania i chłodzenia, co minimalizuje czynnik ludzki.

Kontrola usterek czasami przekracza normy

Wszelkie odstępstwa od ustalonych standardów w procesie hartowania mogą prowadzić do powstania różnorodnych wad, takich jak pęknięcia, odkształcenia, nadmierna kruchość czy niewystarczająca twardość produktu. Na przykład pęknięcia mogą powstać w wyniku nierównomiernego rozkładu ciepła lub ekstremalnego chłodzenia. Odkształcenia mogą wynikać z nierównomiernego skurczu metalu podczas chłodzenia, zwłaszcza jeśli drgania mają fałdowaną geometrię. Takie defekty można wyeliminować jedynie poprzez dostosowanie dokładnych parametrów technologicznych etapu kondycjonowania skóry.

Wlewanie precyzji w charakterystykę wydajności

Hartowane metale często zyskują na popularności w umysłach osób wymagających wysokich innowacji mechanicznych lub agresywnych rozwiązań pośrednich. Na przykład części dla przemysłu lotniczego czy motoryzacyjnego, narzędzia do budowy maszyn, a także elementy armatury rurociągów charakteryzują się dużą wartością i odpornością na zużycie. Najmniejsze zmiany parametrów gartu mogą znacznie skrócić żywotność tych wirusów, prowadząc do ich natychmiastowego wyjścia z walki i powodując sytuacje awaryjne.

Na przykład maszyny często mają hartowane koła zębate i wały, które działają pod wysokimi ciśnieniami i wymagają wysokiego współczynnika zużycia. Niewłaściwe hartowanie może prowadzić do przedwczesnego zużycia zębów przekładni, co wpływa na działanie dowolnego mechanizmu.

Nowoczesne technologie i precyzja

Obecne technologie pozwalają znacznie poprawić dokładność zagęszczania metalu. Komputerowe systemy ogrzewania procesów termicznych zapewniają precyzyjną kontrolę temperatur, czasu i szybkości chłodzenia. Specjalne czujniki i systemy monitorujące monitorują metal na etapie naskórkowania procesu, co minimalizuje występowanie wad.

Wraz z ostatnim rozwojem technologii możliwe stało się również tworzenie składanych materiałów wielosferycznych o różnych właściwościach dla każdej branży. Na przykład zacisk powierzchniowy pozwala znacznie zwiększyć twardość i odporność na zużycie powierzchni części, zachowując plastyczność i wytrzymałość w części środkowej.

Wtryskiwanie obróbki cieplnej na mikrostrukturę stali

 Obróbka cieplna stali jest jednym z kluczowych etapów wytwarzania, który pozwala zmienić wytrzymałość mechaniczną metalu i poprawić jego właściwości użytkowe. Proces ten, który obejmuje ogrzewanie, ogrzewanie i chłodzenie, dodaje znaczną wartość mikrostrukturze stali, powodując wytrzymałość, twardość, plastyczność i inne ważne właściwości. W tym artykule przyjrzymy się, jak różne rodzaje obróbki cieplnej zmieniają mikrostrukturę i dlaczego jest to ważne dla dalszego rozwoju.

Główne rodzaje obróbki cieplnej stali

Obróbka cieplna stali obejmuje szereg podstawowych procesów o różnym przeznaczeniu, mających na celu osiągnięcie znaczących zmian w mikrostrukturze. Przed głównymi rodzajami obróbki termicznej:

Fell - proces prostowania mający na celu usunięcie naprężeń wewnętrznych w stali i zmniejszenie jej plastyczności.

Normalizacja jest procesem prowadzącym do zwiększenia mocy mechanicznej poprzez zmianę ziarnistości konstrukcji.

Hartowanie to szybkie schładzanie stali po podgrzaniu do wysokich temperatur, zwiększające twardość.

Wentylacja – nagrzewanie hartowanej stali do umiarkowanych temperatur w celu zmniejszenia chrupkości i zwiększenia ciągliwości.

Naskórek powstały w wyniku tych procesów na różne sposoby spływa na mikrostrukturę stali, której dźwięk przekształca się w sieć krystaliczną metalu.

Strumień opadał na mikrostrukturę stali

Jest to jeden z najbardziej rozbudowanych rodzajów obróbki cieplnej. Głównym celem jest zmiana naprężeń wewnętrznych, które mogą wystąpić podczas procesu odkształcania lub zaawansowanych etapów obróbki. W rezultacie następuje rekrystalizacja stali, w wyniku której powstają nowe ziarna, które zastępują starą, zdeformowaną strukturę.

Stal znacząco zmienia mikrostrukturę stali, czyniąc ją bardziej jednorodną i drobnoziarnistą. Skutkuje to zwiększoną ciągliwością i zwiększoną odpornością stali na zużycie. Pozwala także wyeliminować defekty mikrostruktury takie jak gruboziarnistość i fakturę, co jest szczególnie istotne w późniejszych procesach obróbki mechanicznej.

Wlew normalizacyjny na mikrostrukturę stali

Normalizacja to proces obróbki cieplnej, podczas którego stal jest podgrzewana do temperatury powyżej punktu krytycznego (AC3 lub ACm), a następnie całkowicie schładzana na wolnym powietrzu. Główną metodą normalizacji jest redukcja mocy mechanicznych w wyniku zmian w mikrostrukturze.

Podczas normalizacji następuje redystrybucja węgla w konstrukcji stalowej, aby zapewnić równomierny rozkład drobnoziarnistego perlitu. Taki drobnoziarnisty perlit poprawia właściwości wytrzymałościowe stali, czyniąc ją bardziej odporną na uszkodzenia mechaniczne. W rezultacie normalizacja natrysku zapewnia większą wytrzymałość i twardość konstrukcji, dzięki czemu metoda ta jest szczególnie skuteczna w zmniejszaniu wytrzymałości mechanicznej stali konstrukcyjnych.

Hartowanie wylewane na mikrostrukturę stali

Hartowanie to proces obróbki cieplnej, który radykalnie zmienia mikrostrukturę stali. Głównym celem jest zwiększenie twardości i wytrzymałości metalu w wyniku przemiany austenitu w martenzyt. Proces rozpoczyna się od nagrzania stali do temperatur, w których stal przechodzi w fazę austenityczną, po czym jest szybko schładzana w wodzie, oleju lub innym utwardzonym materiale.

W wyniku hartowania w strukturze stali tworzy się martenzyt – twarda faza, która powstaje w wyniku szybkiego chłodzenia. Struktura martenzytyczna ma dużą twardość, ale szybko staje się krucha. Wyjaśnia to fakt, że atomy węgla, które nie dyfundują po szybkim ochłodzeniu, wydają się „zamknięte” w siatce krystalicznej, powodując napięcie i napięcie. Hartowanie znacząco poprawia odporność stali na zużycie, czyniąc ją niezastąpioną przy produkcji narzędzi skrawających, części maszyn i innych wyrobów narażonych na duże obciążenia mechaniczne.

Wtrysk naddatku na mikrostrukturę stali

Po hartowaniu stal jest często odpuszczana w celu usunięcia nadmiernej twardości. Odpuszczanie to proces nagrzewania zahartowanej stali do temperatury otoczenia (w zakresie 150-650°C) i dalszego chłodzenia. Głównym celem zwalniania jest zmiana naprężeń wewnętrznych i poprawa plastyczności metalu.

Uwalnianie prowadzi się do momentu częściowego rozkładu martenzytu i wytworzenia struktury ferrytowo-węglikowej, co pozwala na większą plastyczność i zachowanie wystarczającej twardości. Końcową wytrzymałość stali można ściśle kontrolować w temperaturze wylotowej. Na przykład uwalnianie w niskiej temperaturze prowadzi do zwiększonej udarności, a uwalnianie w wysokiej temperaturze prowadzi do zwiększonej ciągliwości przy spadku twardości.

Dokładność i kontrola procesów obróbki cieplnej

Ważne jest, aby zmiana mikrostruktury stali podczas procesu obróbki cieplnej była uzależniona tylko od rodzaju obróbki, ale także od dokładności dobrania parametrów technologicznych. Najmniejsze zmiany temperatury, godzin nawijania czy prędkości chłodzenia mogą prowadzić do powstania defektów, takich jak nierówna struktura, gruboziarniste ziarno czy pękanie.