OBRÓBKA  CIEPLNA

 

 

Obróbka cieplna

Obróbka cieplna to odpowiednie zabiegi 

cieplne, które mają na celu nadanie 
materiałowi pożądanych cech 
mechanicznych, fizycznych lub 
chemicznych przez zmianę struktury. W 
obróbce cieplnej rozróżnia się operację i 
zabiegi.

 

 

Schemat operacji

 

 

Podział obróbki cieplnej

• Wyżarzanie
• Hartowanie
• Odpuszczanie
• Przesycanie i starzenie

 

 

Wyżarzanie

Operacje wyżarzania to zabiegi cieplne 

mające na celu doprowadzenie stopu do 
stanu równowagi termodynamicznej. 
Najczęściej obejmuje nagrzewanie do 
określonej temperatury, wygrzewanie i 
chłodzenie.

 

 

Rodzaje wyżarzania

• Ujednoradniające – polega na nagrzaniu 

materiału do temperatury zbliżonej do linii 
solidusu 1000-1250

0

C, długotrwałym 

wygrzewaniu w tej temperaturze i 
chłodzeniu. Celem jest wyrównanie składu 
chemicznego.

 

 

Rodzaje wyżarzanie c.d.

• Normalizujące – polega na nagrzaniu do 

stanu austenitycznego, tzn. 30-50

0

C 

powyżej Ac3+Acm i następnie studzeniu na 
wolnym powietrzu. Celem jest 
rozdrobnienie ziarna i ujednolicenie.

• Zupełne – podobnie jak normalizujące ale 

studzenie w piecu. Celem jest zmniejszenie 
twardości i naprężeń wewnętrznych oraz 
zwiększenie ciągliwości stali.

 

 

Rodzaje wyżarzania c.d.

• Sferoidyzujące – polega na wyżarzaniu 

powyżej lub poniżej temperatury Ac1. 
Celem jest polepszenie obrabialności 
mechanicznej (skrawalności).

• Rekrystalizujące – stosowane po 

uprzednim zgniocie, przeprowadzane w 
temperaturze poniżej Ac1. Celem jest 
usunięcie skutków zgniotu i wzrost 
plastyczności.

 

 

Wyżarzanie

U – ujednoradniające
N – normalizujące
Z – zupełne
S – sferoidyzujące
R - rekrystalizujące

 

 

Hartowanie

Operacja hartowania prowadzi do powstania 

struktury nierównowagowej. Celem 
hartowania jest znaczne zwiększenie 
twardości materiału.

 

 

Metody hartowania

• Hartowanie objętościowe – polega na 

nagrzaniu elementu na wskroś i może być 
realizowane z różnymi prędkościami 
studzenia. Wyróżnia się hartowanie 
martenzytyczne (zwykłe i stopniowe) i 
bainityczne.

• Hartowanie powierzchniowe – polega 

na austenityzowaniu jedynie cienkiej 
warstwy powierzchni, w wyniku czego 
tworzy się struktura martenzytyczna i 
następuje utwardzenie powierzchni.

 

 

Hartowanie

• Hartowanie zwykłe - polega na 

nagrzaniu przedmiotu hartowanego do 
zakresu austenitu, a następnie szybkim 
schłodzeniu w kąpieli chłodzącej poniżej 
temperatury początku przemiany 
martenzytycznej. Szybkość chłodzenia 
powinna być dobrana tak, by nie nastąpiły 
odkształcenia hartownicze. 

 

 

Hartowanie

• Hartowanie stopniowe - polega na 

nagrzaniu przedmiotu hartowanego, a 
następnie szybkiemu schłodzeniu w kąpieli 
chłodzącej, zwykle ze stopionej saletry, do 
temperatury nieco powyżej temperatury 
przemiany martenzytycznej i 
przetrzymaniu w tej temperaturze. Dalej 
proces przebiega analogicznie do 
hartowania

 

 

Hartowanie

• Hartowanie bainityczne - nagrzany 

przedmiot utrzymuje się w kąpieli z 
roztopionej saletry lub ołowiu, w 
temperaturze powyżej początku przemiany 
martenzytycznej. Zaletą metody jest brak 
naprężeń hartowniczych, lecz jest ona 
procesem długotrwałym.

 

 

Hartowanie

 Zwykłe

 Stopniowe

  Bainityczne

 

 

Odpuszczanie

Operacja odpuszczania 

polega na nagrzaniu 
wcześniej zahartowanego 
przedmiotu do temperatury 
poniżej Ac1.

 Celem odpuszczania jest 

usunięcie naprężeń oraz 
przeprowadzenie przemian 
powodujących wzrost 
plastyczności.

 

 

Rodzaje odpuszczania

• Niskie 100-250

0

C – prowadzi do 

zmniejszenia naprężeń

• Średnie 250-450

0

C – poprawia udarność

• Wysokie 450-600

0

C – poprawia udarność i 

ciągliwość

Połączenie zabiegów hartowania i wysokiego 

lub średniego odpuszczania nazywamy 
ulepszaniem cieplnym.

 

 

Przesycanie i starzenie

Mogą być stosowane w stopach, w których 

następuje zmniejszenie rozpuszczalności 
składnika w stanie stałym z obniżeniem 
temperatury.

Przesycanie – powoduje poprawę 

plastyczności

Starzenie – powoduje poprawę 

wytrzymałości i twardości

Połączenie obu zabiegów nazywamy 

utwardzaniem wydzieleniowym.

 

 

Wady występujące przy obróbce cieplnej

• Odwęglanie powierzchni jest skutkiem stosowania 

atmosfery zbyt utleniającej. Można temu zapobiec 
przez wygrzewanie elementów w piecach z 
atmosferą obojętną

• Pękanie występujące podczas hartowania jest 

wynikiem zbyt dużych naprężeń wewnętrznych. 
Powodem często jest zbyt szybkie i nierównomierne 
nagrzewanie lub chłodzenie.

• Zbyt mała twardość – przyczyną może być 

zastosowanie ośrodka o zbyt małej zdolności 
chłodzenia lub odwęglenie

• Zbyt duża kruchość – przyczyną jest zbyt wysoka 

temperatura lub zbyt długi czas austenityzowania