Tabela przedstawia zestawienie najważniejszych metod obróbki cieplnej stosowanych w przemyśle metalurgicznym i mechanicznym. Uwzględnia parametry, takie jak zakres temperatury procesu, sposób chłodzenia, główny cel obróbki oraz jej zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.
Kluczowe informacje zawarte w tabeli:
- Metoda obróbki cieplnej – nazwa procesu, który wpływa na właściwości fizyczne i mechaniczne stali.
- Zakres temperatury (°C) – przedział temperatury, w której przeprowadzany jest dany proces, co determinuje jego efektywność oraz wpływ na strukturę materiału.
- Sposób chłodzenia – określa medium chłodzące lub metodę obniżania temperatury po obróbce cieplnej, mające kluczowe znaczenie dla finalnych właściwości mechanicznych.
- Cel obróbki – główne zadanie procesu, np. zmniejszenie twardości, poprawa plastyczności, zwiększenie odporności na zużycie czy eliminacja naprężeń wewnętrznych.
- Zastosowanie – wskazuje, w jakich produktach i gałęziach przemysłu dana metoda jest najczęściej wykorzystywana.
Podsumowanie kluczowych metod:
- Normalizowanie – wyrównuje strukturę stali, poprawia właściwości mechaniczne i stosowane jest głównie w elementach konstrukcyjnych.
- Wyżarzanie odprężające – usuwa naprężenia wewnętrzne, stosowane po spawaniu i obróbce plastycznej.
- Zmiękczanie – zmniejsza twardość, ułatwiając obróbkę skrawaniem, często stosowane w stalach narzędziowych.
- Hartowanie – zwiększa twardość i odporność na ścieranie, szeroko stosowane w narzędziach i elementach maszyn.
- Odpuszczanie – redukuje kruchość po hartowaniu, poprawia plastyczność i odporność na zmęczenie.
- Hartowanie powierzchniowe (hartowanie indukcyjne, hartowanie płomieniowe) – wzmacnia tylko warstwę wierzchnią, stosowane w elementach narażonych na tarcie.
- Obróbka cieplno-chemiczna (azotowanie stali, nawęglanie stali) – zwiększa odporność na zużycie i korozję, stosowane w wałach, tłokach i elementach precyzyjnych.
Metoda obróbki cieplnej | Zakres temperatury (°C) | Sposób chłodzenia | Cel obróbki | Zastosowanie |
Normalizowanie | 900–930 | W spokojnym powietrzu | Ujednolicenie struktury, poprawa właściwości mechanicznych | Elementy konstrukcyjne, stale węglowe |
Wyżarzanie odprężające | 480–650 | Powolne chłodzenie | Redukcja naprężeń wewnętrznych | Stale konstrukcyjne, spawane elementy |
Zmiękczanie | 680–720 | Bardzo powolne w piecu | Obniżenie twardości, poprawa obrabialności | Stale narzędziowe, przygotowanie do hartowania |
Hartowanie | 880–990 | Olej lub powietrze | Utwardzenie poprzez przemianę martenzytyczną | Elementy maszyn, narzędzia, sprężyny |
Odpuszczanie | 600–700 | Powolne chłodzenie | Zredukowanie kruchości po hartowaniu | Elementy po hartowaniu (np. narzędzia, sprężyny) |
Wyżarzanie pełne | 30–50°C powyżej Ac3/Ac1 | Bardzo powolne w piecu | Ujednolicenie struktury, poprawa skrawalności | Stale węglowe, elementy przeznaczone do dalszej obróbki |
Wyżarzanie izotermiczne | 600–700 | Izotermiczne zatrzymanie + powolne chłodzenie | Poprawa skrawalności, stabilizacja struktury | Stale konstrukcyjne, elementy o dużych przekrojach |
Wyżarzanie kulkowe | 680–750 | Bardzo powolne chłodzenie | Minimalizacja twardości, łatwość skrawania | Stale narzędziowe, elementy wymagające łatwej obróbki |
Hartowanie indukcyjne | 850–1000 | Woda, olej, mgła wodna | Utwardzenie powierzchni, odporność na ścieranie | Wały, prowadnice, koła zębate |
Hartowanie płomieniowe | 850–950 | Natychmiastowe zanurzenie w wodzie/oleju | Utwardzenie powierzchni przy zachowaniu plastycznego rdzenia | Szyny kolejowe, duże elementy konstrukcyjne |
Azotowanie | 500–600 | Powolne na powietrzu | Zwiększenie odporności na zużycie i korozję | Wały, tłoki, elementy narażone na zużycie |
Nawęglanie | 850–950 | Powolne chłodzenie, hartowanie | Zwiększenie twardości powierzchni przy zachowaniu plastycznego rdzenia | Elementy przekładni, wały, koła zębate |