WYDZIAŁ: ODLEWNICTWA	Materiały inżynierskie	Rok akademicki: 2008/2009
Wykonał: Adam Kocięcki ZOD Nowa Sól	Temat: Obróbka cieplna	Studia zaoczne inżynierskie II rok
Ocena:	Data:	Podpis:

Klasyfikacja rodzajów obróbki cieplnej

Operacje wyżarzania- przez wyżarzanie rozumiemy zabieci cieplne, które w mniejszym lub większym stopniu prowadzą do stanu równowagi termodynamicznej w obrabianym stopie. Są to najczęściej: nagrzewane do określonej temperatury, wygrzewane i chłodzone.

Wyżarzanie ujednoradniające- polega na nagrzaniu stali do temperatury zbliżonej do linii solidus, wygrzewaniu w tej temperaturze aż do zajścia dyfuzji i wyrównaniu składu chemicznego oraz chłodzeniu. 
Wyżarzanie przegrzewające- przeprowadza się podobnie jak ujednoradniające, lecz celem jego jest spowodowanie rozrostu ziarn i ułatwienie skrawalności stali.
Wyżarzanie grafityzujące- jest to długotrwałe wygrzewanie stali powyżej Ac3 celem rozkładu cementytu na grafit- przeprowadza się je przy produkcji żeliwa ciągliwego.
Wyżarzanie normalizujące- polega na nagrzaniu do stanu austenitycznego, tzn 30-40ºC powyżej linii GSE i następnie stłudzeniu na wolnym powietrzu, w celu rozdrobnienia ziarn i ujednoliceniu struktury.
Wyżarzanie zupełne- prowadzi do wytworzenia struktury zbliżonej do stanu równowagi. Polega na austenityzowaniu stali, jak przy normalizowaniu, i następnie studzeniu w piecu. Celem zabiegu jest zmniejszenie twardości i naprężeń wewnętrznych oraz zwiększenie ciągliwości stali. 
Wyżarzanie niezupełne- przeprowadza się podobnie jak wyżarzanie zupełne, z tym że temperatura wyżarzania jest pośrednia pomiędzy Ac1- Ac3 dla stali podeutektoidalnych oraz między Ac1-Acm dla stali nadeutektoidalnych. Cel zabiegu jest analogiczny jak przy wyżarzaniu zupełnym.
Wyżarzanie izotermiczne- polega na austenityzowaniu stali jak przy wyżarzaniu zupełnym i następnie szybkim ochłodzeniu do temperatury leżącej poniżej Ar1, i wyżarzaniu w tej temperaturze aż do zajścia przemiany perlitycznej. Celem zabiegu jest zmniejszenie twardości stali.
Wyżarzanie perlityzujące- jest podobnie do wyżarzania izotermicznego, z tym ze nie jest konieczne szybkie studzenie do temperatury perlityzowania. Zwykle do perlityzowania stal jest ponownie nagrzewania do temperatury austenityzoania w celu zahartowania. W wyniku perlityzowania uzyskuje się rozdrobnienie ziarna austenitu, a tym samym zwiększenie dyspersji martenzytu. 
Wyżarzanie sferoidyzujące- zwane również zmiękczajacym, polega na przemianie cementytu płytkowego w kulkowy, co prowadzi do zmniejszania twardości stali i poleprzeniu obrabialności mechanicznej.
Wyżarzanie rekrasltylizujące- stosowanie po uprzednim zgniocie, przeprowadza się w temperaturze poniżej Ac1, ale powyżej temperatury rekrystalizacji w celu usunięcia skutków zgniotu.
Wyżarzanie odprężajace- polega na wygrzaniu wyrobów do temperatury poniżej Ac1(zwykle poniżej 650ºC), wygrzaniu w tej temperaturze a następnie studzeniu. Celem obrobki jest zmniejszenie naprężeń wewnętrznych bez wywołania zmian strukturalnych. Odmianą tego wyżarzania jest wyżarzanie stabilizowane, które przeprowadza się w temperaturze poniżej 150ºC w celu zmniejszenia naprężeń własnych. Przeprowadza się również stabilizowane naturalne w temperaturze otoczenia przez długi czasu.

Operacje Hartowania- w przeciwieństwie do zabiegów wyżarzania hartowanie, zwłaszcza martenzytyczne, prowadzi do powstawania struktury nierównowagowej.Celem zabiegu jest znaczne zwiększenie twardości wyrobu.
Rozróżniamy następujące metody harowania: objętościowe i powierzchniowe.

Hartowanie objętościowe- polega na nagrzaniu elementu na wskroś i może być realizowane z różnymi prędkościami studzenia.
 

Hartowanie zwykłe 
Polega na nagrzaniu przedmiotu hartowanego do zakresu austenitu, a następnie szybkim schłodzeniu w kąpieli chłodzącej, zwykle wodnej lub olejowej, poniżej temperatury początku przemiany martenzytycznej, aż do temperatury otoczenia. Szybkość chłodzenia powinna być dobrana tak, by nie nastąpiły odkształcenia hartownicze. Chłodzenie w wodzie jest bardziej intensywne, niż w oleju.

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, by nastąpiło wyrównanie temperatur w całym przekroju przedmiotu. W drugiej fazie, już w kąpieli wodnej lub olejowej, następuje dalsze schładzanie, w celu uzyskania przemiany martenzytycznej. Zaletą tej metody jest uniknięcie naprężeń hartowniczych. Wymaga jednak dużej wprawy przy określaniu czasu kąpieli pośredniej.

Hartowanie izotermiczne 
Jest hartowaniem, w którym nie zachodzi przemiana martenzytyczna. Nagrzany przedmiot utrzymuje się w kąpieli z roztopionej saletry lub ołowiu, w temperaturze powyżej początku przemiany martenzytycznej. Nazwa metody pochodzi od faktu, iż kąpiel zachowuje stałą temperaturę. W hartowaniu tego typu nie powstaje martenzyt, lecz następuje rozpad austenitu na inne fazy, np. bainit, dając stali własności podobne jak po hartowaniu z odpuszczaniem. Zaletą metody jest brak naprężeń hartowniczych, lecz jest ona procesem długotrwałym, niekiedy przeciągającym się do kilku godzin.
Hartowanie powierzchniowe 
metoda, w której, nie nagrzewa się całego przedmiotu (hartowanie na wskroś) lecz tylko powierzchnie przedmiotu. W związku z tym tylko warstwa powierzchniowa podlega hartowaniu. Stosowane wszędzie tam, gdzie wymagane jest utwardzenie tylko fragmentów powierzchni przedmiotu. Istnieje kilka metod hartowania powierzchniowego.
 

Wykres procesów hartowania: A - zwykłe, B - stopniowe, C - z przemianą izotermiczną

Operacje odpuszczania- odpuszczanie polega na nagrzaniu uprzednio zahartowanego przedmiotu do temperatury leżącej poniżej Ac1, co prowadzi do usunięcia naprężeń oraz przemian wywołanych zmniejszeniem twardości i wzrost plastyczności stali.

Operacje patentowania- patentowaniem nazywamy obróbkę mającą na celu uzyskanie drobnego perlitu. Po austenityzowaniu następuje szybkie schłodzenie do temperatury ok 500ºC i wytrzymaniu w tej temperaturze przez okres wystarczający do zajścia przemiany perlitycznej.

Operacje przesycenia i starzenia- mogą być stosowane w stopach, w których następuje zmniejszenie rozpuszczalności składnika w stanie stałym z obniżeniem temperatury.
Przesycenie ma na celu uzyskanie przesyconego roztworu stałego. 
Starzenie prowadzi do wydzielenia dyspersyjnych cząstek. Efektem tego jest wzrost twardości i wytrzymałości stopu oraz spadek plastyczności.

Operacje wymrażania- wymrażanie polega na obniżeniu temperatury zahartowanego przedmiotu poniżej 0ºC. Ma na celu dalsze rozłożenie austenitu nie przemienionego w martenzyt. Ze względu na skłonność austenitu do stabilizacji wraz z upływem czasu, wymrażanie powinno być przeprowadzane bezpośrednio po zahartowaniu.
 

Wykres Żelazo - Węgiel z oznaczonymi rodzajami obróbki cieplnej 

---