Procesi toplinske obrade metala mogu se grubo podijeliti u tri kategorije: ukupna toplinska obrada, površinska toplinska obrada i kemijska toplinska obrada. Ovisno o mediju za grijanje, temperaturi zagrijavanja i metodi hlađenja, svaka kategorija može se podijeliti na nekoliko različitih procesa toplinske obrade. Korištenjem različitih procesa toplinske obrade, isti metal može dobiti različite strukture i stoga imati različita svojstva. Čelik je najčešće korišteni metal u industriji, a mikrostruktura čelika je ujedno i najsloženija, pa postoji mnogo vrsta procesa toplinske obrade čelika.
Sveukupna toplinska obrada je proces toplinske obrade metala kojim se obradak zagrijava u cjelini, a zatim hladi odgovarajućom brzinom kako bi se promijenila njegova ukupna mehanička svojstva. Sveukupna toplinska obrada čelika općenito uključuje četiri osnovna procesa: žarenje, normalizaciju, kaljenje i popuštanje.
1. Žarenje
Žarenje je zagrijavanje obratka na odgovarajuću temperaturu, usvajanje različitih vremena zadržavanja ovisno o materijalu i veličini obratka, a zatim njegovo polagano hlađenje. Svrha je postići ili približiti unutarnju strukturu metala ravnotežnom stanju ili osloboditi unutarnje naprezanje nastalo u prethodnom procesu. Postizanje dobrih procesnih i servisnih performansi ili priprema strukture za daljnje kaljenje.
2. Normalizacija
Normalizacija ili normalizacija je zagrijavanje obratka na odgovarajuću temperaturu, a zatim njegovo hlađenje na zraku. Učinak normalizacije sličan je onome kod žarenja, osim što je dobivena struktura finija. Često se koristi za poboljšanje performansi rezanja materijala, a ponekad se koristi za ispunjavanje određenih zahtjeva. Ne visoki dijelovi kao završna toplinska obrada.
3. Kaljenje
Kaljenje je zagrijavanje i održavanje obratka, a zatim brzo hlađenje u mediju za kaljenje kao što su voda, ulje ili druge anorganske otopine soli, organske vodene otopine.
4. Kaljenje
Nakon kaljenja, čelik postaje tvrd, ali istovremeno postaje krhak. Kako bi se smanjila krhkost čeličnih dijelova, kaljeni čelični dijelovi se drže na odgovarajućoj temperaturi iznad sobne temperature i ispod 650°C dulje vrijeme, a zatim se hlade. Taj se proces naziva popuštanje. Žarenje, normalizacija, kaljenje i popuštanje su „četiri vatre“ u ukupnoj toplinskoj obradi. Među njima su kaljenje i popuštanje usko povezani i često se koriste zajedno te su neizostavni.
„Četiri vatre“ su razvile različite procese toplinske obrade s različitim temperaturama zagrijavanja i metodama hlađenja. Kako bi se postigla određena čvrstoća i žilavost, proces kombiniranja kaljenja i popuštanja na visokim temperaturama naziva se kaljenje i popuštanje. Nakon što se neke legure kale kako bi se formirala prezasićena čvrsta otopina, drže se na sobnoj temperaturi ili nešto višoj temperaturi dulje vrijeme kako bi se poboljšala tvrdoća, čvrstoća ili elektromagnetska svojstva legure. Ovaj proces toplinske obrade naziva se starenje.
Metoda učinkovitog i bliskog kombiniranja obrade tlakom, deformacijom i toplinskom obradom radi postizanja dobre čvrstoće i žilavosti obratka naziva se deformacijska toplinska obrada; toplinska obrada izvedena u atmosferi negativnog tlaka ili vakuumu naziva se vakuumska toplinska obrada, koja ne samo da omogućuje da obratak ne oksidira ili dekarburizira, već da površina obrađenog obratka ostane glatka i čista, poboljšavajući performanse obratka. Također se može kemijski toplinski obraditi penetrirajućim sredstvom.
Trenutno, s rastućom zrelošću laserske i plazma tehnologije, ove dvije tehnologije se koriste za nanošenje sloja drugih premaza otpornih na habanje, koroziju ili toplinu na površinu običnih čeličnih obratka kako bi se promijenila površinska svojstva izvornog obratka. Ova nova tehnika naziva se modifikacija površine.
Vrijeme objave: 31. ožujka 2024.