Terminis apdorojimas „keturios ugnies“

1. Normalizavimas

Žodis „normalizavimas“ neapibūdina proceso pobūdžio. Tiksliau, tai homogenizavimo arba grūdelių smulkinimo procesas, skirtas sudėčiai visoje detalėje užtikrinti vienodą. Terminiu požiūriu normalizavimas yra aušinimo ramioje aplinkoje arba vėjyje procesas po austenitizavimo kaitinimo sekcijos. Paprastai ruošinys kaitinamas maždaug 55 °C aukščiau kritinio taško Fe-Fe3C fazių diagramoje. Šis procesas turi būti kaitinamas, kad būtų gauta homogeninė austenito fazė. Faktinė naudojama temperatūra priklauso nuo plieno sudėties, bet paprastai yra apie 870 °C. Dėl būdingų lieto plieno savybių normalizavimas paprastai atliekamas prieš luitų apdirbimą ir prieš plieno liejinių bei kaltinių grūdinimą. Oro grūdinimu grūdinti plienai neklasifikuojami kaip normalizuoti plienai, nes jie neįgyja normalizuotiems plienams būdingos perlitinės mikrostruktūros.

2. Atkaitinimas

Žodis „atkaitinimas“ reiškia klasę, nurodančią apdorojimo metodą, kai plienas kaitinamas ir laikomas tinkamoje temperatūroje, o po to aušinamas tinkamu greičiu, daugiausia siekiant suminkštinti metalą, tuo pačiu išgaunant kitas norimas savybes arba mikrostruktūrinius pokyčius. Atkaitinimo priežastys yra geresnis apdirbamumas, lengvesnis šaltasis apdirbimas, geresnės mechaninės arba elektrinės savybės ir padidėjęs matmenų stabilumas. Geležies lydiniuose atkaitinimas paprastai atliekamas virš viršutinės kritinės temperatūros, tačiau laiko ir temperatūros derinys labai skiriasi temperatūros diapazonu ir aušinimo greičiu, priklausomai nuo plieno sudėties, būsenos ir norimų rezultatų. Kai žodis „atkaitinimas“ vartojamas be apibrėžimo, numatytoji reikšmė yra visiškas atkaitinimas. Kai vienintelis tikslas yra įtempių mažinimas, procesas vadinamas įtempių mažinimu arba įtempių mažinimo atkaitinimu. Visiško atkaitinimo metu plienas kaitinamas iki 90–180 °C, aukštesnės nei A3 (hipoeutektoidinis plienas) arba A1 (hipereutektoidinis plienas), o po to lėtai aušinamas, kad medžiagą būtų lengva pjauti arba lenkti. Visiškai atkaitinus, aušinimo greitis turi būti labai mažas, kad susidarytų šiurkštus perlitas. Atkaitinimo procese lėtas aušinimas nebūtinas, nes bet koks aušinimo greitis, mažesnis nei A1, leis gauti tokią pačią mikrostruktūrą ir kietumą.

3. Grūdinimas

Grūdinimas – tai greitas plieninių detalių aušinimas nuo austenitavimo arba tirpinimo temperatūros, paprastai nuo 815 iki 870 °C. Nerūdijantis plienas ir gausiai legiruotas plienas gali būti grūdinami, siekiant sumažinti grūdelių riboje esantį karbidą arba pagerinti ferito pasiskirstymą, tačiau daugumai plienų, įskaitant anglinį plieną, mažai legiruotą plieną ir įrankinį plieną, grūdinimas skirtas mikroskopiniams. Audinys gauna kontroliuojamą martensito kiekį. Tikslas – gauti norimą mikrostruktūrą, kietumą, stiprumą arba tąsumą, kuo labiau sumažinant liekamųjų įtempių, deformacijų ir įtrūkimų tikimybę. Grūdinimo medžiagos gebėjimas sukietinti plieną priklauso nuo grūdinimo terpės aušinimo savybių. Grūdinimo efektas priklauso nuo plieno sudėties, grūdinimo medžiagos tipo ir grūdinimo medžiagos naudojimo sąlygų. Grūdinimo sistemos projektavimas ir priežiūra taip pat yra raktas į sėkmingą grūdinimą.

4. Grūdinimas

Šiuo apdorojimu anksčiau grūdintas arba normalizuotas plienas paprastai kaitinamas iki temperatūros, žemesnės už apatinį kritinį tašką, ir aušinamas vidutiniu greičiu, daugiausia siekiant padidinti plastiškumą ir tvirtumą, bet taip pat padidinti matricos grūdelių dydį. Plieno atleidimas yra pakartotinis kaitinimas po sukietėjimo, siekiant gauti tam tikrą mechaninių savybių vertę ir pašalinti gesinimo įtempį, kad būtų užtikrintas matmenų stabilumas. Po atleidimo paprastai atliekamas gesinimas nuo viršutinės kritinės temperatūros.