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