Θερμική επεξεργασία «τέσσερις φωτιές»

1. Κανονικοποίηση

Η λέξη «κανονικοποίηση» δεν χαρακτηρίζει τη φύση της διαδικασίας. Πιο συγκεκριμένα, είναι μια διαδικασία ομογενοποίησης ή βελτίωσης των κόκκων που έχει σχεδιαστεί για να κάνει τη σύνθεση συνεπή σε όλο το εξάρτημα. Από θερμικής άποψης, η ομαλοποίηση είναι μια διαδικασία ψύξης σε ακινησία ή αεράκι μετά το τμήμα θέρμανσης ωστενιτοποίησης. Συνήθως, το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται περίπου στους 55°C πάνω από το κρίσιμο σημείο στο διάγραμμα φάσεων Fe-Fe3C. Αυτή η διαδικασία πρέπει να θερμανθεί για να επιτευχθεί μια ομοιογενής φάση ωστενίτη. Η πραγματική θερμοκρασία που χρησιμοποιείται εξαρτάται από τη σύνθεση του χάλυβα, αλλά συνήθως είναι περίπου 870°C. Λόγω των εγγενών ιδιοτήτων του χυτού χάλυβα, η ομαλοποίηση συνήθως εκτελείται πριν από την κατεργασία με πλινθώματα και πριν από τη σκλήρυνση των χυτών και σφυρήλατων χαλύβων. Οι χάλυβες που έχουν σκληρυνθεί με αέρα δεν ταξινομούνται ως κανονικοποιημένοι χάλυβες επειδή δεν αποκτούν την περλιτική μικροδομή που είναι τυπική των κανονικοποιημένων χαλύβων.

2. Ανόπτηση

Η λέξη ανόπτηση αντιπροσωπεύει μια κατηγορία που αναφέρεται σε μια μέθοδο επεξεργασίας θέρμανσης και διατήρησης σε κατάλληλη θερμοκρασία και στη συνέχεια ψύξης με κατάλληλο ρυθμό, κυρίως για να μαλακώσει το μέταλλο, παράγοντας παράλληλα άλλες επιθυμητές ιδιότητες ή μικροδομικές αλλαγές. Οι λόγοι για την ανόπτηση περιλαμβάνουν βελτιωμένη μηχανική ικανότητα, ευκολία ψυχρής κατεργασίας, βελτιωμένες μηχανικές ή ηλεκτρικές ιδιότητες και αυξημένη διαστατική σταθερότητα, μεταξύ άλλων. Σε κράματα με βάση τον σίδηρο, η ανόπτηση συνήθως εκτελείται πάνω από την ανώτερη κρίσιμη θερμοκρασία, αλλά ο συνδυασμός χρόνου-θερμοκρασίας ποικίλλει σημαντικά στο εύρος θερμοκρασίας και τον ρυθμό ψύξης, ανάλογα με τη σύνθεση, την κατάσταση και τα επιθυμητά αποτελέσματα του χάλυβα. Όταν η λέξη ανόπτηση χρησιμοποιείται χωρίς προσδιορισμό, η προεπιλογή είναι πλήρης ανόπτηση. Όταν η ανακούφιση από τις τάσεις είναι ο μοναδικός σκοπός, η διαδικασία αναφέρεται ως ανακούφιση από τις τάσεις ή ανόπτηση ανακούφισης από τις τάσεις. Κατά την πλήρη ανόπτηση, ο χάλυβας θερμαίνεται στους 90~180°C πάνω από A3 (υποευτηκτοειδής χάλυβας) ή A1 (υπερευτηκτοειδής χάλυβας) και στη συνέχεια ψύχεται αργά για να καταστεί το υλικό εύκολο στην κοπή ή την κάμψη. Όταν υποβάλλεται σε πλήρη ανόπτηση, ο ρυθμός ψύξης πρέπει να είναι πολύ αργός για να παραχθεί χονδροειδής περλίτης. Κατά τη διαδικασία ανόπτησης, η αργή ψύξη δεν είναι απαραίτητη, επειδή οποιοσδήποτε ρυθμός ψύξης κάτω από A1 θα αποκτήσει την ίδια μικροδομή και σκληρότητα.

3. Σβήσιμο

Η σβέση είναι η ταχεία ψύξη χαλύβδινων μερών από τη θερμοκρασία ωστενιτοποίησης ή διαλυτοποίησης, συνήθως από το εύρος 815 έως 870°C. Ο ανοξείδωτος χάλυβας και ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα μπορούν να σβηστούν για να μειωθεί το καρβίδιο που υπάρχει στα όρια των κόκκων ή για να βελτιωθεί η κατανομή του φερρίτη, αλλά για τους περισσότερους χάλυβες, συμπεριλαμβανομένου του χάλυβα άνθρακα, του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα και του χάλυβα εργαλείων, η σβέση γίνεται μικροσκοπικά. Μια ελεγχόμενη ποσότητα μαρτενσίτη λαμβάνεται στον ιστό. Ο στόχος είναι να επιτευχθεί η επιθυμητή μικροδομή, σκληρότητα, αντοχή ή ανθεκτικότητα με όσο το δυνατόν μικρότερη πιθανότητα υπολειμματικής τάσης, παραμόρφωσης και ρωγμής. Η ικανότητα ενός παράγοντα σβέσης να σκληρύνει τον χάλυβα εξαρτάται από τις ιδιότητες ψύξης του μέσου σβέσης. Το αποτέλεσμα της σβέσης εξαρτάται από τη σύνθεση του χάλυβα, τον τύπο του παράγοντα σβέσης και τις συνθήκες χρήσης του παράγοντα σβέσης. Ο σχεδιασμός και η συντήρηση του συστήματος σβέσης είναι επίσης το κλειδί για την επιτυχία της σβέσης.

4. Σκλήρυνση

Σε αυτήν την επεξεργασία, ο προηγουμένως σκληρυμένος ή ομαλοποιημένος χάλυβας συνήθως θερμαίνεται σε θερμοκρασία κάτω από το κατώτερο κρίσιμο σημείο και ψύχεται με μέτριο ρυθμό, κυρίως για την αύξηση της πλαστικότητας και της σκληρότητας, αλλά και για την αύξηση του μεγέθους των κόκκων της μήτρας. Η σκλήρυνση του χάλυβα είναι η επαναθέρμανση μετά τη σκλήρυνση για να επιτευχθεί μια ορισμένη τιμή μηχανικών ιδιοτήτων και να απελευθερωθεί η τάση απόσβεσης για να εξασφαλιστεί η διαστασιακή σταθερότητα. Η σκλήρυνση συνήθως ακολουθείται από απόσβεση από την ανώτερη κρίσιμη θερμοκρασία.