TECHNOLOGIA OBRÓBKI CIEPLNEJ STALI

Hartowanie jest zabiegiem polegającym na nagrzaniu stali do temp. zapewniającej otrzymanie jednorodnego austenitu i jej następne oziębienie w celu zwiększenia twardości.

• Stale przedeutektoidalne hartuje się z temp. o 30 - 50 ºC wyższych
  niż linia GS (A_c3)

• Stale zaeutektoidalne niezależnie od zawartości węgla hartuje się z temp.
  30 - 50ºC wyższych niż A_c1, czyli ok. 760 - 780ºC. W tym wypadku oprócz drobnoziarnistego martenzytu znajdują się również nie rozpuszczone cząstki cementytu wtórnego.

• Hartowanie stali zaeutektoidalnej z temp. wyższych niż A_cm stwarza niebezpieczeństwo rozrostu ziaren austenitu (węgiel sprzyja temu procesowi) i zwiększeniu ilości austenitu nieprzeminionego. Twardość tych stali jest po zahartowaniu mniejsza.

W czasie chłodzenia austenit ulega przemianie martenzytycznej i po hartowaniu w stalach zaeutektoidalnych uzyskujemy strukturę składająca się z martenzytu, cementytu oraz niewielkiej ilości austenitu szczątkowego.

Przekroczenie temp. optymalnych hartowania lub zbyt długie wygrzewanie we właściwych temperaturach hartowania powoduje we wszystkich stalach, niezależnie od zawartości węgla, rozrost ziaren austenitu, a przez to gruboiglastość martenzytu.

NIE HARTUJE SIĘ STALI PONIŻEJ ZAWARTOŚCI 0,2% C,
ponieważ nie otrzymujemy zamierzonego efektu

Wady po hartowaniu:

• Niewystarczająca twardość (niedogrzanie, mała szybkość chłodzenia)

• Odwęglenie i utlenienie powierzchni (utleniające środowisko)

• „Miękkie plamy”

• Nadmierna kruchość (przegrzanie)

• Pęknięcia przedmiotów (naprężenia hartownicze)

Odpuszczanie - polega na nagrzaniu UPRZEDNIO zahartowanej stali, wygrzewaniu jej i następnie na ochłodzeniu do temp. otoczenia.

Robi się to, ponieważ ponowne nagrzanie stali zahartowanej spowoduje wydzielenie nadmiaru węgla z martenzytu, przemianę austenitu szczątkowego oraz zanik defektów sieci.

• Odpuszczanie niskie - w zakresie temp. 150 - 250ºC; Odpuszczanie ma na celu przede wszystkim zmniejszenie naprężeń hartowniczych. Otrzymuje się po nim strukturę martenzytu odpuszczania. Stosuje się je często, gdy przedmioty mają być twarde i odporne na ścieranie.

• Odpuszczanie średnie - w zakresie temp. 350 - 450ºC; Otrzymuje się po nim strukturę troostytu odpuszczania. Zapewnia uzyskanie dużej wytrzymałości i sprężystości. Towarzyszy jednak temu niewielka udarność i mała plastyczność.

• Odpuszczanie wysokie - w zakresie temp. większych niż 500ºC; Otrzymuje się po nim strukturę sorbitu odpuszczania. W tych temp. następuje 7 - 8 krotne zmniejszenie naprężeń hartowniczych, co zapewnia dobre skojarzenie właściwości wytrzymałościowych z plastycznymi. Odpuszczanie wysokie stosuje się do stali konstrukcyjnych.

Zabieg hartowania + odpuszczenie wysoki = ulepszanie cieplne

Wyżarzanie ogólnie polega na nagrzaniu stali do określonej temp., wygrzaniu w tej temp., a następnie na ochłodzeniu.

• Wyżarzanie zupełne - polega na nagrzaniu stali do temp. od 30 - 50 ºC powyżej linii

A_c3 lub A_cm ( do temp. występowania austenitu jednorodnego) z szybkościami mniejszymi niż 50 ºC na godz., wygrzaniu w tej temp., a następnie na chłodzeniu z szybkościami 30 - 50 ºC na godz. (chłodzenie z piecem). Podczas tak przeprowadzonego zabiegu następuje całkowite przekrystalizowanie, a z jednorodnego austenitu powstają:

• ze stali przedeutektoidalnej struktura ferrytu i perlitu

• ze stali zaeutektoidalnej struktura perlitu i cementytu wtórnego

• Wyżarzanie niezupełne - polega na tym samym co wyżarzanie zupełne z tym, że stal jest nagrzewana do temp. od 30 - 50 ºC powyżej linii A₁.
  
  Po wyżarzaniu zupełnym jak i niezupełnym zanikają naprężenia własne, polepsza się plastyczność i zmniejsza twardość.

• Wyżarzanie normalizujące - polega na nagrzaniu stali do temp. od 30 - 50 ºC powyżej linii A_c3 lub A_cm ( do temp. występowania austenitu jednorodnego) z szybkościami mniejszymi niż 50 ºC na godz., wygrzaniu w tej temp., a następnie na chłodzeniu na powietrzu. Celem wyżarzania normalizującego jest uzyskanie jednolitego i drobnoziarnistego ziarna, dzięki czemu polepszają swoje właściwości wytrzymałościowe. Występuje tu większa liczba zarodków niż przy wyżarzaniu zupełnym.

• Wyżarzanie odprężające - polega na nagrzaniu przedmiotu do temp. niższej niż A_c1, zwykle poniżej 650 ºC, wygrzaniu w tej temp, a następnie ostudzeniu. Wykonuje się to w celu wydatnego zmniejszenia naprężeń własnych jakie powstają podczas spawania, obróbki plastycznej na zimno.
  

---