TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ OCELI
Definice:
Při tepelném zpracování se ocel v tuhém stavu zahřívá a různě rychle ochlazuje, a tím se mění její struktura a získávají požadované vlastnosti.
Tepelné zpracování:
- Žíhání: pomalý ohřev na teplotu žíhání, setrvání určitou dobu na této teplotě a pomalé
ochlazení
Podle výše teploty, doby ohřevu a rychlosti ochlazování se žíhání dělí:
- Žíhání k snížení vnitřního pnutí: odstraňuje pnutí v ocelích tvářených za studena a ve svařovaných součástech
zahřívání na teplotu 450 – 600°C po dobu 4 až 6 hod. a pomalé ochlazování
- Žíhání na měkko: odstraňuje příliš velkou tvrdost ocelí, oprava zakalených nástrojů
ohřívání 2 až 4 hod. těsně pod 727°C nebo krátkodobý ohřev těsně nad teplotu 727°C a v obou případech co nejpomalejší ochlazení
- Normalizační žíhání: odstraní nestejnoměrné struktury (vzniklé mechanickým zpracováním) a hrubé zrno (způsobené přehřátím)
rovnoměrné ohřívání na 30 – 50°C a poté ochlazení volně na vzduchu
- Izotermické žíhání: lze dosáhnout podobného výsledku jako žíháním k odstranění pnutí a žíhání na měkko
ohřev na teplotu danou v rovnovážném diagramu čarou GSE a rychlé ochlazení na teplotu žíhání (těsně pod 727°C) s výdrží určitou dobou na této teplotě a volné vychlazení na vzduchu
- Kalení: zvyšuje tvrdost oceli
pomalé a stejnoměrné ohřátí oceli na teplotu kalení a rychlé ochlazení zvýšením teploty kalení může dojít k přehřátí oceli nebo k její spálení při nerovnoměrném ochlazení dochází k pnutí a následné deformaci, proto předměty, které se mají uchránit před vnitřním pnutím se kalí termálně nebo izotermicky
- Termální kalení: předmět ohřátý na teplotu kalení se ponoří do lázně 200 – 300°C teplé
Kde se nějakou dobu ponechá a pak se ochladí na vzduchu
- Izotermické kalení: předmět ohřátý na teplotu kalení se ponoří do lázně 500°C a ponechá se v ní delší dobu než u termálního kalení
- Patentování: zvláštní způsob izotermického kalení, uplatňuje se při výrobě drátů velké pevnosti na výrobu ocelových lan, pružiny, struny
kalí se v olověné lázni 450 až 500°C teplé
- Popouštění: zmírňuje křehkost a vnitřní pnutí zakalených předmětů a zvyšuje houževnatost
Popouštění vnějším teplem: kalený předmět se nechá zcela vychladnout, znovu se ohřeje na popouštěcí teplotu a ochladí ve vodě
Popouštění vnitřním teplem: kalený předmět se vyjme z ochlazovací lázně před úplným vychlazením, vyčká se, až teplo zevnitř prohřeje povrch předmětu a znovu se ponoří do ochlazovací lázně, po zakalení se popouštějí nástroje, které jsou při práci namáhány (sekáče, dláta)
- Zušlechťování: popouštění zakalené oceli při vyšších teplotách – 350 až 700°C
zušlechtěná ocel je jemnozrnná se sníženou tvrdostí a zvýšenou houževnatostí
- Povrchové kalení: předměty které mají mít tvrdý povrch a měkké jádro
ohřátí povrchu na teplotu kalení kyslíkoplynovým plamenem nebo indukovaným elektrickým proudem a okamžité ochlazení ve vodě
Chemicko-tepelné zpracování:
Mění chemické složení materiálu tak, že se do něj v tuhém stavu při určité teplotě dodává nějaký prvek (uhlík, dusík, hliník, …).
- Cementování: nejpoužívanější způsob chemicko-tepelného zpracování
předmět s vrstvou z měkké oceli s obsahem uhlíku max. 0,3% se nasycuje uhlíkem v plynném, kapalném nebo pevném prostředí při teplotě 800 – 950°C na obsah 0,7 až 0,9% uhlíku
zakalením této vrstvy se dosáhne velké tvrdosti, přičemž jádro zůstává houževnaté
- Nitridování: nasycování povrchu oceli dusíkem při teplotě 480 – 550°C, aby se získal tvrdý povrch
výhodou nitridování předmětů je nízká teplota, a že se nemusí kalit, takže nenastává vnitřní pnutí a deformace
- Alitování: nasycování povrchu oceli hliníkem, odolnost proti oxidaci za vysokých teplot
- Inchromování: nasycení povrchu oceli chromem, odolá proti účinkům slané vody
- Šerardování: nasycení povrchu oceli zinkem, odolnost proti škodlivým vlivům z atmosféry
Ochlazující látky:
- Studená voda: nejrychleji
- Olej: pomaleji než voda
- Vzduch: nejpomaleji
Prvky, sloučeniny, …:
Uhlík – C
Dusík – N
Hliník – Al
Chrom – Cr
Zinek – Zn