5194415997

175

6.2. DOBÓR TECHNOLOGII OBRÓBKI CIEPLNEJ I CIEPLNO-CHEMICZI

Wyżarzanie ujednorodniające. Polega na nagrzaniu stali do temperatury 1050-1200°C (ok. 100-200°C niższej linii temperatury solidusu) - wygrzaniu w tym zakresie temperatury i następnie schłodzeniu. Głównym celem tej obróbki jest uzyskanie struktury austenitycznej, ograniczenie niejednorodności składu chemicznego materiału. Obróbkę tę stosuje się przed obróbką wiórową.

Wyżarzanie odprężające. Polega na nagrzaniu stali do temperatury poniżej A, - wygrzaniu w tej temperaturze i powolnym chłodzeniu. Celem tej obróbki jest usunięcie naprężeń odlewniczych, spawalniczych, cieplnych lub spowodowanych obróbką plastyczną. Zakres temperatury i czasu wyżarzania odprężającego jest dość szeroki. Temperatura nagrzewania wynosi od 300 do 650°C. Odlewy staliwne nagrzewa się do ok. 650°C. Czas wygrzewania wynosi około jednej do dwóch godzin. Temperatura usuwania naprężeń z części miedzianych wynosi, w zależności od stopu, 150-275°C, zaś dla elementów mosiężnych - 250-500°C. Po wygrzaniu elementy należy powoli chłodzić w piecu lub na powietrzu. Szybkość chłodzenia ma duże znaczenie dla uniknięcia naprężeń powodowanych dużym gradientem temperatur w materiale (powierzchnia - rdzeń). Jest to szczególnie ważne podczas usuwania naprężeń z większych elementów (duże przekroje, znaczne wybrania materiału).

Obróbkę tę stosuje się przed obróbką wiórową elementów żeliwnych i spawanych lub po prostowaniu elementów. Usuwanie naprężeń zazwyczaj przeprowadza się po zgrubnej obróbce skrawaniem, ale przed ostatecznym wykończeniem, takim jak polerowanie lub szlifowanie. Odprężanie może być z powodzeniem wykorzystywane do odlewów staliwnych czy elementów spawanych. Części mające niewielkie tolerancje wymiarowe, które będą podlegały dalszej obróbce, na przykład za pomocą węgloazotowania gazowego, muszą mieć usunięte naprężenia, proces należy przeprowadzić w temperaturze powyżej 600°C. W razie potrzeby usuwanie naprężeń można przeprowadzić w piecu z gazem ochronnym, aby zapobiec utlenieniu powierzchni. Można także użyć pieców próżniowych.

Wyżarzanie odprężające (stabilizujące). Obróbka skrawaniem, cięcie oraz deformacja plastyczna powodują powstawanie w materiale znacznych naprężeń. Naprężenia te mogą powodować niepożądane zmiany wymiarów elementów, jeśli zostaną uwolnione bez kontroli, na przykład podczas późniejszej obróbki cieplnej. W celu minimalizacji ryzyka zmian wymiarów można te naprężenia usunąć na drodze wyżarzania odprężającego. Polega ono na nagrzaniu stali do temperatury 150°C. Głównym celem tego zabiegu jest zapewnienie niezmienności wymiarowej wyrobu oraz zmniejszenie naprężeń własnych. Odprężanie samorzutne — tzw. sezonowanie — zachodzi w temperaturze pokojowej w czasie kilku lub kilkunastu miesięcy, a niekiedy nawet kilku lat.

Wyżarzanie normalizujące. Polega na nagrzaniu stali do temperatury o 30-50°C wyższej od linii A_} A_cm (linia GSE), wygrzaniu w tej temperaturze i powolnym chłodzeniu w spokojnym powietrzu. Celem tej obróbki jest uzyskanie jednorodnej struktury drobnoziarnistej oraz polepszenie własności mechanicznych stali. W niektórych przypadkach zarówno nagrzewanie, jak i chłodzenie odbywa się w atmosferze gazu ochronnego w celu uniknięcia utlenienia i odwęglenia. Prawidłowo wykonana normalizacja pozwala uzyskać drobne ziarna, równomierne rozłożenie składników strukturalnych, zwiększenie wytrzymałości i plastyczności, polepszenie obrabialności, zmniejszenie naprężeń własnych i przygotowanie elementu do dalszych operacji obróbki cieplnej. Obróbkę stosuje się dla elementów wykonanych ze stali niestopowej konstrukcyjnej i staliwa, w celu normalizacji struktury po kuciu, walcowaniu na gorąco lub odlewaniu. Twardość uzyskiwana po normalizacji zależy od zastosowanej szybkości chłodzenia (około 100-250 HB). Obróbkę tę stosuje się po obróbce kształtującej.