טיפול בחום "ארבע אש"

1. נרמול

המילה "נרמול" אינה מאפיינת את אופי התהליך. ליתר דיוק, זהו תהליך הומוגניזציה או זיקוק גרגירים שנועד להפוך את ההרכב לאחיד לאורך כל החלק. מנקודת מבט תרמית, נרמול הוא תהליך של קירור בדממה או ברוח לאחר קטע החימום של האוסטניטיזציה. בדרך כלל, חומר העבודה מחומם לכ-55 מעלות צלזיוס מעל הנקודה הקריטית בדיאגרמת הפאזה Fe-Fe3C. יש לחמם תהליך זה כדי לקבל פאזה אוסטניטית הומוגנית. הטמפרטורה בפועל תלויה בהרכב הפלדה, אך בדרך כלל היא סביב 870 מעלות צלזיוס. בשל התכונות הטבועות בפלדה יצוקה, נרמול מתבצע בדרך כלל לפני עיבוד שבבי של מטילי פלדה ולפני התקשות של יציקות פלדה וחישולים. פלדות מוקשחות באוויר אינן מסווגות כפלדות מנורמלות מכיוון שהן אינן רוכשות את המיקרו-מבנה הפניליטי האופייני לפלדות מנורמלות.

2. חישול

המילה חישול מייצגת סוג המתייחס לשיטת טיפול של חימום והחזקה בטמפרטורה מתאימה ולאחר מכן קירור בקצב מתאים, בעיקר כדי לרכך את המתכת תוך יצירת תכונות רצויות אחרות או שינויים מיקרו-מבניים. הסיבות לחישול כוללות שיפור יכולת העיבוד, קלות עיבוד קר, שיפור תכונות מכניות או חשמליות ויציבות ממדית מוגברת, בין היתר. בסגסוגות מבוססות ברזל, החישול מתבצע בדרך כלל מעל הטמפרטורה הקריטית העליונה, אך שילוב הזמן-טמפרטורה משתנה מאוד בטווח הטמפרטורות ובקצב הקירור, בהתאם להרכב הפלדה, למצבה ולתוצאות הרצויות. כאשר משתמשים במילה חישול ללא קוד, ברירת המחדל היא חישול מלא. כאשר המטרה היחידה היא הקלה במתח, התהליך מכונה חישול הקלה במתח או חישול הקלה במתח. במהלך חישול מלא, הפלדה מחוממת ל-90~180 מעלות צלזיוס מעל A3 (פלדה היפואוטקטואידית) או A1 (פלדה היפראוטקטואידית), ולאחר מכן מקוררת באיטיות כדי להקל על החיתוך או הכיפוף של החומר. לאחר חישול מלא, קצב הקירור חייב להיות איטי מאוד כדי לייצר פרליט גס. בתהליך החישול, קירור איטי אינו הכרחי, מכיוון שכל קצב קירור מתחת ל-A1 ישיג את אותה מיקרו-מבנה וקשיות.

3. מרווה

קירור הוא קירור מהיר של חלקי פלדה מטמפרטורת האוסטניטיזציה או התמיסה, בדרך כלל בטווח של 815 עד 870 מעלות צלזיוס. ניתן קירור פלדות אל-חלד ופלדות סגסוגת גבוהה כדי להפחית את הקרביד הקיים בגבול הגרעינים או כדי לשפר את פיזור הפריט, אך עבור רוב הפלדות, כולל פלדת פחמן, פלדת סגסוגת נמוכה ופלדת כלים, הקירור הוא למיקרוסקופים. מתקבלת כמות מבוקרת של מרטנזיט ברקמה. המטרה היא להשיג את המיקרו-מבנה, הקשיות, החוזק או הקשיחות הרצויים עם פוטנציאל מינימלי ככל האפשר למאמץ שיורי, עיוות וסדקים. יכולתו של חומר קירור להקשיח פלדה תלויה בתכונות הקירור של מדיום הקירור. אפקט הקירור תלוי בהרכב הפלדה, בסוג חומר הקירור ובתנאי השימוש בחומר הקירור. תכנון ותחזוקה של מערכת הקירור הם גם המפתח להצלחת הקירור.

4. הרפיה

בטיפול זה, פלדה שעברה התקשות או נרמולציה בעבר מחוממת בדרך כלל לטמפרטורה מתחת לנקודה הקריטית התחתונה ומקוררת בקצב מתון, בעיקר כדי להגביר את הפלסטיות והקשיחות, אך גם כדי להגדיל את גודל גרגירי המטריצה. הרפיה של פלדה היא חימום חוזר לאחר התקשות כדי להשיג ערך מסוים של תכונות מכניות ולשחרר מאמץ מרווה כדי להבטיח יציבות ממדית. הרפיה מלווה בדרך כלל במרווה מהטמפרטורה הקריטית העליונה.