Porównanie metod obróbki cieplnej stali – tabela

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:

  1. Metoda obróbki cieplnej – nazwa procesu, który wpływa na właściwości fizyczne i mechaniczne stali.
  2. Zakres temperatury (°C) – przedział temperatury, w której przeprowadzany jest dany proces, co determinuje jego efektywność oraz wpływ na strukturę materiału.
  3. Sposób chłodzenia – określa medium chłodzące lub metodę obniżania temperatury po obróbce cieplnej, mające kluczowe znaczenie dla finalnych właściwości mechanicznych.
  4. Cel obróbki – główne zadanie procesu, np. zmniejszenie twardości, poprawa plastyczności, zwiększenie odporności na zużycie czy eliminacja naprężeń wewnętrznych.
  5. 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 cieplnejZakres temperatury (°C)Sposób chłodzeniaCel obróbkiZastosowanie
Normalizowanie900–930W spokojnym powietrzuUjednolicenie struktury, poprawa właściwości mechanicznychElementy konstrukcyjne, stale węglowe
Wyżarzanie odprężające480–650Powolne chłodzenieRedukcja naprężeń wewnętrznychStale konstrukcyjne, spawane elementy
Zmiękczanie680–720Bardzo powolne w piecuObniżenie twardości, poprawa obrabialnościStale narzędziowe, przygotowanie do hartowania
Hartowanie880–990Olej lub powietrzeUtwardzenie poprzez przemianę martenzytycznąElementy maszyn, narzędzia, sprężyny
Odpuszczanie600–700Powolne chłodzenieZredukowanie kruchości po hartowaniuElementy po hartowaniu (np. narzędzia, sprężyny)
Wyżarzanie pełne30–50°C powyżej Ac3/Ac1Bardzo powolne w piecuUjednolicenie struktury, poprawa skrawalnościStale węglowe, elementy przeznaczone do dalszej obróbki
Wyżarzanie izotermiczne600–700Izotermiczne zatrzymanie + powolne chłodzeniePoprawa skrawalności, stabilizacja strukturyStale konstrukcyjne, elementy o dużych przekrojach
Wyżarzanie kulkowe680–750Bardzo powolne chłodzenieMinimalizacja twardości, łatwość skrawaniaStale narzędziowe, elementy wymagające łatwej obróbki
Hartowanie indukcyjne850–1000Woda, olej, mgła wodnaUtwardzenie powierzchni, odporność na ścieranieWały, prowadnice, koła zębate
Hartowanie płomieniowe850–950Natychmiastowe zanurzenie w wodzie/olejuUtwardzenie powierzchni przy zachowaniu plastycznego rdzeniaSzyny kolejowe, duże elementy konstrukcyjne
Azotowanie500–600Powolne na powietrzuZwiększenie odporności na zużycie i korozjęWały, tłoki, elementy narażone na zużycie
Nawęglanie850–950Powolne chłodzenie, hartowanieZwiększenie twardości powierzchni przy zachowaniu plastycznego rdzeniaElementy przekładni, wały, koła zębate