Warmtebehandeling “vier vuren”

1. Normaliseren

Het woord "normalisatie" karakteriseert de aard van het proces niet. Preciezer gezegd is het een homogenisatie- of korrelverfijningsproces dat is ontworpen om de samenstelling van het gehele onderdeel consistent te maken. Vanuit thermisch oogpunt is normaliseren een proces van afkoelen in stilstand of wind na het austenitiserende verwarmingsgedeelte. Doorgaans wordt het werkstuk verwarmd tot ongeveer 55 °C boven het kritische punt op het Fe-Fe3C-fasediagram. Dit proces moet worden verwarmd om een ​​homogene austenietfase te verkrijgen. De daadwerkelijk gebruikte temperatuur hangt af van de samenstelling van het staal, maar ligt meestal rond de 870 °C. Vanwege de inherente eigenschappen van gietstaal wordt normaliseren meestal uitgevoerd vóór het bewerken van de ingots en vóór het harden van stalen giet- en smeedstukken. Luchtgeharde staalsoorten worden niet geclassificeerd als genormaliseerde staalsoorten omdat ze niet de perlitische microstructuur verkrijgen die kenmerkend is voor genormaliseerde staalsoorten.

2. Gloeien

Het woord gloeien vertegenwoordigt een klasse die verwijst naar een behandelingsmethode waarbij het metaal wordt verwarmd en op een geschikte temperatuur wordt gehouden en vervolgens met een geschikte snelheid wordt afgekoeld, voornamelijk om het metaal te verzachten en tegelijkertijd andere gewenste eigenschappen of microstructurele veranderingen te bewerkstelligen. Redenen voor gloeien zijn onder andere verbeterde bewerkbaarheid, gemak van koudbewerking, verbeterde mechanische of elektrische eigenschappen en verhoogde maatvastheid. In legeringen op ijzerbasis wordt gloeien meestal uitgevoerd boven de bovenste kritische temperatuur, maar de tijd-temperatuurcombinatie varieert sterk in temperatuurbereik en afkoelsnelheid, afhankelijk van de staalsamenstelling, de staalsoort en de gewenste resultaten. Wanneer het woord gloeien zonder nadere aanduiding wordt gebruikt, is de standaardinstelling volledig gloeien. Wanneer spanningsverlichting het enige doel is, wordt het proces spanningsverlichting of spanningsontlastend gloeien genoemd. Tijdens volledig gloeien wordt het staal verhit tot 90-180 °C boven A3 (hypoeutectoïde staal) of A1 (hypereutectoïde staal) en vervolgens langzaam afgekoeld om het materiaal gemakkelijk te kunnen snijden of buigen. Bij volledige uitgloeiing moet de afkoelsnelheid zeer langzaam zijn om grof perliet te produceren. Bij het uitgloeiproces is langzame afkoeling niet nodig, omdat elke afkoelsnelheid onder A1 dezelfde microstructuur en hardheid oplevert.

3. Blussen

Afschrikken is het snel afkoelen van stalen onderdelen vanaf de austenitiserings- of solutionisatietemperatuur, doorgaans van 815 tot 870 °C. Roestvrij staal en hooggelegeerd staal kunnen worden afgeschrikt om het carbide in de korrelgrens te verminderen of om de verdeling van ferriet te verbeteren, maar voor de meeste staalsoorten, waaronder koolstofstaal, laaggelegeerd staal en gereedschapsstaal, is afschrikken voor microscopische doeleinden. Een gecontroleerde hoeveelheid martensiet wordt in het weefsel verkregen. Het doel is om de gewenste microstructuur, hardheid, sterkte of taaiheid te verkrijgen met zo min mogelijk kans op restspanning, vervorming en scheurvorming. Het vermogen van een afschrikmiddel om staal te harden, hangt af van de koelende eigenschappen van het afschrikmiddel. Het afschrikeffect hangt af van de samenstelling van het staal, het type afschrikmiddel en de gebruiksomstandigheden van het afschrikmiddel. Het ontwerp en onderhoud van het afschriksysteem zijn ook de sleutel tot het succes van afschrikken.

4. Temperen

Bij deze behandeling wordt eerder gehard of genormaliseerd staal meestal verhit tot een temperatuur onder het laagste kritische punt en vervolgens gematigd afgekoeld, voornamelijk om de plasticiteit en taaiheid te verhogen, maar ook om de korrelgrootte van de matrix te vergroten. Ontlaten van staal is het opnieuw verhitten na het harden om een ​​bepaalde waarde aan mechanische eigenschappen te verkrijgen en de afschrikspanning te verminderen om de maatvastheid te waarborgen. Ontlaten wordt meestal gevolgd door afschrikken vanaf de hoogste kritische temperatuur.