Kaj je toplotna obdelava?
Toplotna obdelava se nanaša na postopek termične obdelave kovin, pri katerem se materiali segrevajo, ohranjajo topli in ohlajajo v trdnem stanju, da dobijo želeno strukturo in lastnosti. Med napredovanjem od kamene dobe do bronaste in železne dobe se je vloga toplotne obdelave postopoma prepoznavala.
Že leta 770 pred našim štetjem do 222 pred našim štetjem so Kitajci v proizvodni praksi ugotovili, da se lastnosti jekla spreminjajo zaradi vpliva temperature in tlačne deformacije. Mehčanje belega litega železa je pomemben postopek za izdelavo kmetijskih orodij.
Toplotna obdelava vključuje normalizacijo, žarjenje, kaljenje, popuščanje, naogljičenje, kondicioniranje itd.
1. Normalizacija: segrevanje jekla ali jeklenih delov na ustrezno temperaturo nad kritično točko AC3 ali ACM in vzdrževanje za določen čas, nato ohlajanje na zraku, da dobimo strukturo, podobno perlitu.
2. Žarjenje z žarjenjem: segrevanje hipoevtektoidnega jeklenega obdelovanca na 20-40 stopinj nad AC3, zadrževanje nekaj časa, nato počasi ohlajanje s pečjo (ali zakopano v pesek ali apno) na pod 500 stopinj in ohlajanje v zrak.
3. Kaljenje: Postopek toplotne obdelave, pri katerem je jeklo avstenitizirano in nato ohlajeno z ustrezno hitrostjo ohlajanja, da se obdelovanec podvrže martenzitu in drugim nestabilnim strukturnim transformacijam v celotnem prerezu ali v določenem območju.
4. Kaljenje: Kaljeni obdelovanec segrevajte na ustrezno temperaturo pod kritično točko AC1 za določen čas in ga nato ohladite z metodo, ki izpolnjuje zahteve za pridobitev zahtevane strukture in lastnosti.
5. Karbonitriranje jekla: Karbonitriranje je postopek hkratnega infiltriranja ogljika in dušika na površino jekla. Običajno se karbonitriranje imenuje tudi cianidacija, široko pa se uporabljata srednjetemperaturno plinsko karbonitriranje in nizkotemperaturno plinsko karbonitriranje (to je mehko plinsko nitriranje). Glavni namen plinskega karbonitriranja pri srednjih temperaturah je izboljšanje trdote, odpornosti proti obrabi in odpornosti proti utrujenosti jekla. Nizkotemperaturno plinsko karbonitriranje je predvsem nitriranje, njegov glavni namen pa je izboljšanje odpornosti proti obrabi in odpornosti proti zaslepu jekla.
6. Kaljenje in popuščanje: na splošno se toplotna obdelava v kombinaciji s kaljenjem in popuščanjem pri visoki temperaturi imenuje kaljenje in popuščanje. Kaljenje in popuščanje se pogosto uporablja pri različnih pomembnih strukturnih delih, zlasti pri tistih ojnicah, vijakih, zobnikih in gredi, ki delujejo pod izmeničnimi obremenitvami. Po obdelavi kaljenja in popuščanja dobimo strukturo kaljenega sorbita, njegove mehanske lastnosti pa so boljše od normalizirane strukture sorbita z enako trdoto. Njegova trdota je odvisna od visoke temperature popuščanja in je povezana s stabilnostjo popuščanja jekla in velikostjo prečnega prereza obdelovanca, običajno med HB200-350.
