Procesy obróbki cieplnej metali można z grubsza podzielić na trzy kategorie: ogólną obróbkę cieplną, powierzchniową obróbkę cieplną oraz chemiczną obróbkę cieplną. W zależności od medium grzewczego, temperatury nagrzewania i metody chłodzenia, każdą kategorię można podzielić na kilka różnych procesów obróbki cieplnej. Stosując różne procesy obróbki cieplnej, ten sam metal może uzyskać różne struktury, a tym samym różne właściwości. Stal jest najpopularniejszym metalem w przemyśle, a jej mikrostruktura jest również najbardziej złożona, dlatego istnieje wiele rodzajów procesów obróbki cieplnej stali.
Całościowa obróbka cieplna to proces obróbki cieplnej metalu, który polega na nagrzaniu całego przedmiotu obrabianego, a następnie schłodzeniu go z odpowiednią prędkością w celu zmiany jego ogólnych właściwości mechanicznych. Całościowa obróbka cieplna stali obejmuje zazwyczaj cztery podstawowe procesy: wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie i odpuszczanie.
1. Wyżarzanie
Wyżarzanie polega na nagrzaniu przedmiotu obrabianego do odpowiedniej temperatury, zastosowaniu różnych czasów wygrzewania w zależności od materiału i rozmiaru przedmiotu obrabianego, a następnie powolnym schłodzeniu. Celem jest doprowadzenie wewnętrznej struktury metalu do stanu równowagi lub zbliżenie się do niego, lub uwolnienie naprężeń wewnętrznych wytworzonych w poprzednim procesie. W ten sposób można uzyskać dobrą wydajność procesu i użytkowania lub przygotować strukturę do dalszego hartowania.
2.Normalizacja
Normalizowanie polega na podgrzaniu przedmiotu obrabianego do odpowiedniej temperatury, a następnie schłodzeniu go w powietrzu. Efekt normalizowania jest podobny do wyżarzania, z tą różnicą, że uzyskana struktura jest drobniejsza. Jest ono często stosowane w celu poprawy właściwości skrawania materiałów, a czasami w celu spełnienia określonych wymagań. Nie stosuje się go do obróbki cieplnej dużych detali.
3. Hartowanie
Hartowanie polega na podgrzaniu i utrzymaniu obrabianego przedmiotu w odpowiedniej temperaturze, a następnie jego szybkim schłodzeniu w ośrodku hartowniczym, takim jak woda, olej lub inne nieorganiczne roztwory soli, organiczne roztwory wodne.
4. Hartowanie
Po hartowaniu stal staje się twarda, ale jednocześnie krucha. Aby zmniejszyć kruchość elementów stalowych, hartowane elementy stalowe są utrzymywane przez długi czas w odpowiedniej temperaturze, powyżej temperatury pokojowej i poniżej 650°C, a następnie schładzane. Proces ten nazywa się odpuszczaniem. Wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie i odpuszczanie to „cztery etapy” ogólnej obróbki cieplnej. Hartowanie i odpuszczanie są ze sobą ściśle powiązane i często stosowane razem, co czyni je niezbędnymi.
„Four Fires” rozwinęło różne procesy obróbki cieplnej z różnymi temperaturami nagrzewania i metodami chłodzenia. Aby uzyskać określoną wytrzymałość i udarność, proces łączenia hartowania i odpuszczania w wysokiej temperaturze nazywa się hartowaniem i odpuszczaniem. Po schłodzeniu niektórych stopów do postaci przesyconego roztworu stałego, są one utrzymywane w temperaturze pokojowej lub nieco wyższej przez dłuższy czas w celu poprawy twardości, wytrzymałości lub właściwości elektromagnetycznych stopu. Ten proces obróbki cieplnej nazywa się starzeniem.
Metoda efektywnego i ścisłego połączenia obróbki cieplnej z odkształcaniem ciśnieniowym w celu uzyskania wysokiej wytrzymałości i wytrzymałości przedmiotu obrabianego nazywana jest obróbką cieplną z odkształcaniem. Obróbka cieplna wykonywana w atmosferze podciśnienia lub próżni nazywana jest obróbką cieplną w próżni. Zapewnia ona nie tylko brak utleniania ani odwęglenia przedmiotu obrabianego, ale także gładką i czystą powierzchnię, co poprawia jego parametry. Można ją również poddać obróbce cieplnej chemicznej za pomocą środka penetrującego.
Obecnie, wraz z rozwojem technologii laserowej i plazmowej, te dwie technologie służą do nakładania warstw innych powłok odpornych na zużycie, korozję lub ciepło na powierzchnię zwykłych stalowych elementów obrabianych, w celu zmiany właściwości powierzchni pierwotnego elementu obrabianego. Ta nowa technika nazywana jest modyfikacją powierzchni.
Czas publikacji: 31 marca 2024 r.
