Wyżarzanie Ujednoradniające Polega na nagrzaniu do temperatury 1000-1250 °(niższej od temperatury solidusu 0 100-200°C), wygrzaniu w tej temperaturze z następnym chłodzeniem. Ma na celu usunięcie lub zmniejszenie niejednorodności składu chemicznego na drodze dyfuzji. Wygrzanie musi być stosunkowo długie, gdyż procesy dyfuzyjne przebiegają wolno, w zależności od wielkości przedmiotu. Stosowane jest do wlewków lub odlewów ze stali wysokostopowych.
Wyżarzanie rekrystalizujące Polega na nagrzaniu uprzednio zgniecionej stali do temperatury wyższej od temp. rekrystalizacji (która odbywa się zazwyczaj w temperaturze 600-700°C), w zależności od gatunku stali i wielkości zgniotu, wytrzymaniu w tej temperaturze z następnym chłodzeniem z dowolną szybkością. Ma ono na celu usunięcie skutków zgniotu i przywrócenie plastyczności.
Wyżarzanie zupełne Polega na nagrzaniu do temperatury 30-50°C powyżej temperatury Ac3 - Accm ( czyli powyżej linii GSE), wygrzaniu w tej temperaturze i bardzo wolnym chłodzeniu np. w piecu (lub popiele, powietrzu). Obróbka ta ma na celu uzyskanie jednorodnej struktury drobnoziarnistej, przez co zmniejszenie twardości, naprężeń wewnętrznych oraz zwiększenie ciągliwości.
Wyżarzanie perlityzujące Polega na ochłodzeniu stali do temperatury niższej od temp. Ar1 (738ºC), tak aby nastąpiła przemiana perlityczna. Następnie podgrzewa się stal do temp. austenityzowania (30-50ºC powyżej Ac3 912ºC)
celem zahartowania. W wyniku perlityzowania uzyskuje się rozdrobnione ziarna austenitu, a to zwiększ dyspersję martenzytu.
Wyżarzanie sferoidyzujące Polega na nagrzaniu stali do temp. zbliżonej do Ac1 (738ºC), wygrzaniu w tej temp.z następnym ostudzeniem. Czas wygrzewania powinien być stosunkowo długi i powinien wynosić od kilku do kilkudziesięciu godzin. Celem jest zmniejszenie twardości i uzyskanie większej plastyczności, ułatwia skrawanie(otrzymujemy sferoidyt). Stosuje się do stali o zawartości powyżej 0,5%C.
Wyżarzanie izotermiczne Polega na nagrzaniu stali do temp. 35-50 ºC powyżej temp. Ac3- Accm ( powyżej linii GSE), wygrzaniu w tej temp. , następnie wolnym lub przyśpieszonym, chłodzeniu poniżej temp. Ar1 (738ºC) aż do uzyskania struktury perlitycznej. Celem jest uzyskanie mniejszej twardości, większej plastyczności (co ułatwia skrawanie). Stosuje się do stali wysokowęglowych, stopowych . Trwa 2-3 razy krócej od w. zupełnego.
Wyżarzanie odprężające Polega na nagrzaniu stali do temp. poniżej Ac1 (zwykle 650ºC), wygrzaniu przy tej temp. z powolnym chłodzeniem. Celem jest zmniejszenie naprężeń wewnętrznych nie powodując przy tym zmiany struktury stali. Stosuje się do odprężania odlewów staliwnych i elementów spawanych.
Co to jest hartowność stali ? -Hartownością nazywamy zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej a takż zdolność stali do utwardzania w procesie hartowania w stopniu zależnym od szybkości chłodzenia. Z hartownością wiążą się następujące cechy: głębokość hartowania, max twardość uzyskiwana na powierzchni , skłonność do tworzenia rys i pęknięć.
O hartowności stali współdecydują: Utwardzalność - mierzona największą możliwą do uzyskania twardością przy danych warunkach austenityzowania zależy ona głównie od węgla w austenicie; Przehartowalność - mierzona głębokością utwardzenia przy określonej szybkości chłodzenia przehartowalność zwiększa się przy wzroście stężenia węgla i dodatków stopowych w roztworze stałym.
Do pierwiastków najbardziej zwiększających hartowność stali zaliczamy : mangan, molbden, chrom, bor - 0,003% .
Kryteria hartowności -Są dwa kryteria hartowności. Pierwsze dotyczy pojęcia warstwy zahartowanej. Ponieważ w miarę wzrostu odległości od powierzchni stopniowo zmniejsza się ilość martenzytu, a wzrasta ilość struktur typy dyfuzyjnego (banitu i perlitu), zachodzi konieczność ustalenia, co rozumie się przez warstwę zahartowaną. Ustalono tzw. kryterium półmartenzytyczne, zgodnie z którym za strefę zahartowaną uważa się strefę w której znajduje się co najmniej 50 % martenzytu. Drugie kryterium stanowi średnica krytyczna (Dk) , tj. największa średnica pręta zahartowanego na wskroś ( w jego środku powinno się znajdować 50 % martenzytu). Aby stworzyć kryterium hartowności niezależnie od szybkości chłodzenia, przyjęto pojęcie idealnej średnicy krytycznej (Dk). Jest to największa średnica pręta zahartowanego na wskroś w hipotetyczny
Jak się określa hartowność w próbie od czoła: Punktem wyjścia jest wykonanie próbki cylindrycznej φ 25x 100 mm. Próbkę poddaje soę austentyzowniu i hartuje chłodząc od czoła natryskiem wodyw specjalnym urządzeniu. Po ochłodzeniu próbkę zeszlifowuje się po 0,4 + 0,5 mm wzdłuż przeciwległych tworzyw , po czym dokonuje się pomiaru twardości aparatem Rockwella na skali C. Wyniki pomiarów nanosi się na wykres zależności twardości od odległości od czoła . Za pomocą wykresu określa się odległość od czoła , która jest podstawą do określenia średnicy lub idealnej średnicy krytycznej za pomocą nomogramu .
Na czym polega określanie hartowności metodą obliczeniową ( Grossmana) ? -Istotą metody jest liczbowe ujęcie wpływu składu chemicznego stali i wielkości ziaren austenitu na jej hartowność. Najpierw oblicza się podstawową średnicę krytyczną zależną od zawartości węgla oraz wielkości ziarna . Jest ona proporcjonalna do % C. Następnie wyliczoną idealną średnice krytyczną mnoży się przez współczynniki hartowności poszczególnych pierwiastków stopowych o ogólnej postaci f=1 + ax a- stała empiryczna uwzględniająca siłę wpływu danego pierwiastka , ax - koncentracja danego pierwiastka stopowego w % mas.
Od czego zależy średnica krytyczna ? - Średnica krytyczna zależy od właściwości stali i intensywności chłodzenia. Pierwszy czynnik ma ścisły związek z krytyczną prędkością chłodzenia , a więc te czynniki , które przesuwają krzywą początku dyfuzyjnego rozkładu austenitu na wykresie CTP w prawo sprzyjają wzrostowi hartowności. Są to pierwiastki stopowe zawarte w stali , gruboziarnistość austenitu (mała powierzchnia granic ziarna, gdzie powstają zarodki przemiany dyfuzyjnej)i jego jednorodność. Drugi czynnik ma związek z warunkiem osiągnięcia krytycznej prędkości chłodzenia w rdzeniu hartowanego elementu. Stosowanie bardziej energicznych ośrodków chłodzących pozwala na uzyskanie tej prędkości w środku grubszych elementów , ale grozi to powstaniem rys i pęknięć na powierzchni. Stosowanie ośrodków chłodzących o większej intensywności chłodzenia prowadzi do wzrostu hartowności w ograniczonym zakresie ze względu na naprężenia. m ośrodku o nieskończenie dużej intensywności chłodzenia.
Obróbka cieplna -Jest to zestaw odpowiednio dobranych zabiegów cieplnych, które prowadzą do zmiany w stanie stałym właściwości stali (lub innych stopów). Zmiany te związane są z przemianami fazowymi, których efektem jest zmiana struktury w wyniku zmian temperatury, czasu oraz działania ośrodka.
Zabieg cieplny i operacja obróbki cieplnej: Zabiegiem cieplnym nazywamy część operacji (np. nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie). Operacja obróbki cieplnej jest to część procesu technologicznego (np. wyżarzanie lub hartowanie). Stanowi cykl zmian temp. obejmujący zabiegi nagrzewania, wygrzewania, chłodzenia. Operacja o. c. Może być przedstawiona na wykresie w układzie temperatura - czas. Poszczególne operacje o. c. Różnią się szybkością nagrzewania lub chłodzenia, czasem i temperaturą wygrzewania.
Jak austenit szczątkowy wpływa na własności stali ? -Austenit szczątkowy odgrywa rolę głównie w stalach narzędziowych , nawęglanych i łożyskowych , gdyż zawierają one stosunkowo dużo węgla i pierwiastków i są nisko odpuszczane ( austenit szczątkowy wówczas się nie rozkłada ) . Austenit szczątkowy obniża twardość zahartowalność stali , gdyż w przeciwieństwie do martenzytu jest miękki. Nie znaczy to , że jest on jednoznacznie fazą szkodliwą. Zwiększa on odporność stali na ścieranie i powierzchniową wytrzymałość zmęczeniową oraz zmniejsza skłonność stali do kruchego pękania. Wadą jest natomiast zwiększanie skłonności do pęknięć szlifierskich oraz powodowanie niestabilności wymiarowej i obniżenie odporności korozyjne.
Wymień podstawowe przemiany fazowe zachodzące w stalach? -Są cztery podstawowe przemiany zachodzące w stalach. Dwie przebiegają przy nagrzewaniu. Jest to przemiana perlitu w austenit, która ma miejsce przy austenityzowaniu i przemiana martenzytu w perlit ( ściślej w mieszaninę ferrytu i węglików), która zachodzi przy odpuszczaniu. Dwie pozostałe z chłodzeniem stali ; są to przemiana austenitu perlit (dyfuzyjna) i przemiana austenitu w martenzyt (bezdyfuzyjna ).
Jaki jest cel przegrzania stali o 30-50ºC ponad (Ac3 - Acm) przy austenityzowaniu? -Linia w zakresie temperatur Ac3-Acm jest linią między mieszaniną ferrytu i austenitu oraz czystym austenitem. Stąd wniosek, że na tej linii szybkość przemiany ferrytu w austenit jest bardzo mała. Przegrzanie stali powyżej tej linii zwiększa siłę napędową przemiany i zachodzi ona znacznie szybciej. Dlatego też przegrzewając stal o 30-50ºC ponad tą linię (GOS) możemy uzyskać strukturę austenityczną po krótszym czasie, eliminując ujemne skutki długotrwałego wygrzewania stali (utlenianie, odwęglenia, zużycie energii)