Tepelné spracovanie „štyri ohne“

1. Normalizácia

Slovo „normalizácia“ necharakterizuje povahu procesu. Presnejšie povedané, ide o proces homogenizácie alebo zjemňovania zrna, ktorý je navrhnutý tak, aby sa zloženie v celom diele konzistentné. Z tepelného hľadiska je normalizácia procesom ochladzovania v pokoji alebo vo vánku po austenitizačnej ohrevnej sekcii. Obrobok sa zvyčajne zahrieva na približne 55 °C nad kritický bod na fázovom diagrame Fe-Fe3C. Tento proces sa musí zahriať, aby sa získala homogénna austenitická fáza. Skutočná použitá teplota závisí od zloženia ocele, ale zvyčajne sa pohybuje okolo 870 °C. Vzhľadom na inherentné vlastnosti liatej ocele sa normalizácia zvyčajne vykonáva pred obrábaním ingotov a pred kalením oceľových odliatkov a výkovkov. Ocele kalené kalením na vzduchu sa neklasifikujú ako normalizované ocele, pretože nezískavajú perlitickú mikroštruktúru typickú pre normalizované ocele.

2. Žíhanie

Slovo žíhanie predstavuje triedu, ktorá sa vzťahuje na metódu úpravy ohrevom a udržiavaním na vhodnej teplote a následným ochladzovaním vhodnou rýchlosťou, najmä na zmäkčenie kovu a zároveň na dosiahnutie iných požadovaných vlastností alebo mikroštrukturálnych zmien. Medzi dôvody žíhania patrí okrem iného zlepšená obrobiteľnosť, ľahšia tvárnenie za studena, zlepšené mechanické alebo elektrické vlastnosti a zvýšená rozmerová stabilita. V zliatinách na báze železa sa žíhanie zvyčajne vykonáva nad hornou kritickou teplotou, ale kombinácia času a teploty sa značne líši v teplotnom rozsahu a rýchlosti ochladzovania v závislosti od zloženia ocele, jej stavu a požadovaných výsledkov. Keď sa slovo žíhanie používa bez bližšieho vysvetlenia, štandardným termínom je úplné žíhanie. Ak je jediným účelom odstránenie napätia, proces sa označuje ako odstránenie napätia alebo žíhanie na odstránenie napätia. Počas úplného žíhania sa oceľ zahrieva na 90 až 180 °C nad A3 (hypoeutektoidná oceľ) alebo A1 (hypereutektoidná oceľ) a potom sa pomaly ochladzuje, aby sa materiál ľahko rezal alebo ohýbal. Pri úplnom žíhaní musí byť rýchlosť ochladzovania veľmi pomalá, aby sa vytvoril hrubý perlit. V procese žíhania nie je pomalé ochladzovanie potrebné, pretože akákoľvek rýchlosť ochladzovania pod A1 dosiahne rovnakú mikroštruktúru a tvrdosť.

3. Kalenie

Kalenie je rýchle ochladzovanie oceľových súčiastok z austenitizačnej alebo rozpúšťacej teploty, typicky z rozsahu 815 až 870 °C. Nerezová oceľ a vysokolegovaná oceľ sa môžu kaliť, aby sa znížilo množstvo karbidu existujúceho na hraniciach zŕn alebo aby sa zlepšilo rozloženie feritu, ale pre väčšinu ocelí vrátane uhlíkovej ocele, nízkolegovanej ocele a nástrojovej ocele sa kalenie vykonáva na mikroskopické účely. V tkanive sa získa kontrolované množstvo martenzitu. Cieľom je dosiahnuť požadovanú mikroštruktúru, tvrdosť, pevnosť alebo húževnatosť s čo najmenším potenciálom zvyškového napätia, deformácie a praskania. Schopnosť kaliacej látky kaliť oceľ závisí od chladiacich vlastností kaliacej látky. Kaliaci účinok závisí od zloženia ocele, typu kaliacej látky a podmienok použitia kaliacej látky. Návrh a údržba kaliacej sústavy je tiež kľúčom k úspechu kalenia.

4. Popúšťanie

Pri tomto spracovaní sa predtým kalená alebo normalizovaná oceľ zvyčajne zahrieva na teplotu pod dolným kritickým bodom a ochladzuje sa miernou rýchlosťou, najmä na zvýšenie plasticity a húževnatosti, ale aj na zväčšenie veľkosti zŕn matrice. Popúšťanie ocele je opätovné zahrievanie po kalení, aby sa dosiahla určitá hodnota mechanických vlastností a uvoľnilo sa kaliace napätie, aby sa zabezpečila rozmerová stabilita. Po popúšťaní zvyčajne nasleduje kalenie z hornej kritickej teploty.