Procesy tepelného zpracování kovů lze zhruba rozdělit do tří kategorií: celkové tepelné zpracování, povrchové tepelné zpracování a chemické tepelné zpracování. V závislosti na topném médiu, teplotě ohřevu a metodě chlazení lze každou kategorii rozdělit do několika různých procesů tepelného zpracování. Pomocí různých procesů tepelného zpracování může stejný kov získat různé struktury a tím i různé vlastnosti. Ocel je v průmyslu nejpoužívanějším kovem a mikrostruktura oceli je také nejsložitější, takže existuje mnoho typů procesů tepelného zpracování oceli.
Celkové tepelné zpracování je proces tepelného zpracování kovu, při kterém se obrobek jako celek ohřívá a poté se vhodnou rychlostí ochladí, aby se změnily jeho celkové mechanické vlastnosti. Celkové tepelné zpracování oceli obecně zahrnuje čtyři základní procesy: žíhání, normalizaci, kalení a popouštění.
1. Žíhání
Žíhání spočívá v ohřátí obrobku na vhodnou teplotu, nastavení různých dob výdrže v závislosti na materiálu a velikosti obrobku a následném pomalém ochlazování. Účelem je dosáhnout nebo se přiblížit rovnovážnému stavu vnitřní struktura kovu, nebo uvolnit vnitřní napětí vzniklé v předchozím procesu. Dosáhnout dobrého provozního výkonu a životnosti, nebo připravit strukturu k dalšímu kalení.
2. Normalizace
Normalizace neboli normalizace je ohřátí obrobku na vhodnou teplotu a následné ochlazení na vzduchu. Účinek normalizace je podobný žíhání, s tím rozdílem, že získaná struktura je jemnější. Často se používá ke zlepšení řezného výkonu materiálů a někdy se používá k splnění určitých požadavků. Nevysoce kvalitní díly jako konečné tepelné zpracování.
3. Kalení
Kalení spočívá v zahřátí a udržování obrobku v teple a následném rychlém ochlazení v kalicím médiu, jako je voda, olej nebo jiné anorganické solné roztoky, organické vodné roztoky.
4. Popouštění
Po kalení se ocel stává tvrdou, ale zároveň křehkou. Aby se snížila křehkost ocelových dílů, kalené ocelové díly se dlouhodobě udržují při vhodné teplotě nad pokojovou teplotou a pod 650 °C a poté se ochladí. Tento proces se nazývá popouštění. Žíhání, normalizace, kalení a popouštění jsou „čtyři ohně“ v celkovém tepelném zpracování. Kalení a popouštění spolu úzce souvisí a často se používají společně a jsou nezbytné.
„Čtyři ohně“ vyvinuly různé procesy tepelného zpracování s různými teplotami ohřevu a metodami chlazení. Aby se dosáhlo určité pevnosti a houževnatosti, proces kombinující kalení a vysokoteplotní popouštění se nazývá kalení a popouštění. Po kalení některých slitin za vzniku přesyceného pevného roztoku se tyto slitiny ponechávají delší dobu při pokojové teplotě nebo mírně vyšší teplotě, aby se zlepšila tvrdost, pevnost nebo elektromagnetické vlastnosti slitiny. Tento proces tepelného zpracování se nazývá stárnutí.
Metoda efektivního a těsného spojení tlakového zpracování, deformace a tepelného zpracování pro dosažení dobré pevnosti a houževnatosti obrobku se nazývá deformační tepelné zpracování; tepelné zpracování prováděné v podtlakové atmosféře nebo ve vakuu se nazývá vakuové tepelné zpracování, které nejenže umožňuje, aby obrobek neoxidoval ani se neoduhličil, ale aby povrch ošetřeného obrobku zůstal hladký a čistý, což zlepšuje jeho výkon. Lze jej také chemicky tepelně ošetřit penetračním činidlem.
V současné době, s rostoucí vyspělostí laserové a plazmové technologie, se tyto dvě technologie používají k nanášení vrstvy dalších otěruvzdorných, korozivzdorných nebo tepelně odolných povlaků na povrch běžných ocelových obrobků, aby se změnily povrchové vlastnosti původního obrobku. Tato nová technika se nazývá modifikace povrchu.
Čas zveřejnění: 31. března 2024