Zastosowanie urządzeń do obróbki cieplnej

Obróbka cieplna to bardzo rozbudowana kategoria w metalurgii, obejmująca kilka różnych procesów. Każdy z nich odgrywa istotną rolę w produkcji elementów metalowych – w efekcie ich przeprowadzania metal zyskuje konkretne, pożądane właściwości. Do ich przeprowadzania wykorzystuje się specjalistyczne urządzenia generując pożądaną temperaturę. Sprawdźmy jakie jest ich konkretne zastosowanie w produkcji.

Hartowanie

To najprawdopodobniej najpowszechniej znana metoda obróbki cieplnej metali. Polega ono na podgrzaniu tworzywa do odpowiednio wysokiej temperatury nazywanej temperaturą hartowania – dla każdego metalu i stopu jest ona inna – a następnie gwałtownemu schłodzeniu go. W ten sposób materiał zyskuje bardzo wysoką wytrzymałość i twardość, jednocześnie traci, przez co jest bardziej kruchy. Dlaczego tak się dzieje?

- W momencie osiągnięcia odpowiednio wysokiej temperatury wewnątrz struktury metalu rozpoczyna się proces przebudowy wewnętrznej struktury materiału – wyjaśnia specjalista firmy Remix, produkującej urządzenia do obróbki cieplnej – Jeśli materiał zostanie utrzymany w temperaturze przez odpowiednio długi czas, aż do zakończenia tych przemian, a następnie poddany gwałtownemu chłodzeniu, przebudowana struktura zostanie w nim utrwalona.

Nawęglanie

W wyniku nawęglania dochodzi na nasycenia węglem powierzchniowej warstwy metalu. Zazwyczaj proces ten wykonuje się na niskowęglowych stopach stali, w których zawartość węgla wynosi do 0,25%. Celem jest uzyskanie po hartowaniu twardej i odpornej na zużycie ścierne wierzchniej warstwy elementu, przy jednoczesnym zachowaniu miękkiego, elastycznego rdzenia. Nawęglanie może być wykonywane na kilka różnych sposobów, między innymi z wykorzystaniem węgla drzewnego w proszku lub gazu ziemnego. Nawęglanie zazwyczaj jest stosowane jako przygotowanie metalu do dalszej obróbki cieplnej, między innymi opisanego wyżej hartowania.

Odpuszczanie

Celem odpuszczania jest usunięcie naprężeń hartowniczych, a tym samym zmiana właściwości fizycznych zahartowanej wcześniej stali. W jego wyniku przede wszystkim podnoszona jest udarność materiału i zmniejszona jego twardość. Proces odpuszczania przeprowadzany jest poprzez podgrzanie materiału o temperatury w zakresie od 150 do 650 stopni, przetrzymanie go w niej i schłodzenia. W wyniku odpuszczania dochodzi do zmian w martenzycie polegających na usunięciu naprężeń i wydzieleniu z przesyconego martenzytu wydzieleni węglikowych. Początkowo, są to wydzielenia węglika metastabilnego E a przy wyższych temperaturach odpuszczania – cementytu Fe3C.

Wyżarzanie

Ten zabieg ma na celu przywrócenie metalu do stanu równowagi termodynamicznej. W jego wyniku metal staje się bardziej plastyczny, mniej kruchy i mniej podatny na pękanie. Wyżarzanie polega na podgrzaniu materiału, przetrzymaniu go w temperaturze, a następnie powolnym schłodzeniu.