8107620348

stabilna o ile nie zostanie poddana działaniu temperatury. Struktury takie nazywa się metastabilnymi. Zgodnie z prawami termodynamiki istnieć będzie w nich dążność do osiągnięcia stanu równowagi. Siłą napędową realizacji tej dążności jest różnica energii swobodnej AF między stanem rzeczywistym (nierównowagowym), uzyskanym po obróbce cieplnej, a stanem równowagi w określonych warunkach.

Zwykle czynnikiem powodującym uruchomienie procesów powrotu do równowagi jest dostarczenie do układu pewnej ilości energii (zwykle energii cieplnej) Ogólnie można powiedzieć, że w wyniku obróbek cieplnych przeprowadzonych w celu uzyskiwania wyższych właściwości wytrzymałościowych otrzymuje się:

•    fazy, struktury nierównowagowe - metastabilne (np. martenzyt w stali),

•    duży stopień rozdrobnienia ziarna faz i struktur bliskich stanu równowagi (np. sorbit),

•    fazy będące roztworami, w których w pewnych obszarach ziarn wywołuje się grupowanie atomów drugiego składnika (stref-G-P) co powoduje sprężyste odkształcenie sieci, skrócenie swobodnej drogi ruchu dyslokacji a w konsekwencji umocnienie stopu.

Uproszczoną istotą obróbki cieplnej w sensie czynności praktycznych jest nagrzewanie stopu-metalu z określoną prędkością do założonej temperatury, wygrzanie w tej temperaturze w wymaganym czasie i chłodzenie z różnymi prędkościami. Jak jest wspomniane wcześniej te cząstkowe okresy obróbki nazywa się zabiegami a cały ich zespół nosi nazwę operacji.

Warto odnotować, że w naszym kręgu cywilizacji śródziemnomorskiej pewne obróbki cieplne stosowano do stali już ponad 2000 lat temu, o czym mówią zapiski greckie (Pliniusz 23 r pne.) Świadczy to o stałej potrzebie człowieka uzyskiwania coraz lepszych właściwości materiałów, z których wytwarza się przedmioty użytkowe.

1. Ulepszanie cieplne

Najczęściej stosowaną obróbką cieplną do stali konstrukcyjnych, zarówno węglowych jak i stopowych jest ulepszanie cieplne. Składa się ona z dwóch po sobie następujących operacji hartowania i odpuszczania. Pod pojęciem ulepszania cieplnego rozumie się hartowanie i wysokie odpuszczanie tj. w zakresie 550°C-670°C.

1.1. Hartowanie

Celem tego zabiegu jest znaczne zwiększenie twardości stali. Polega na nagrzaniu stali podeutektoidalnej do temperatury 30-50°C powyżej Ac3 i następnym ochłodzeniu z prędkością większą od krytycznej, przy czym przy hartowaniu martenzytycznym chłodzi się poniżej temperatury M_s aż do zajścia przemiany pośredniej. Stale nadeutektoidalne hartuje się