Proces hartowania stali

Hartowanie stali

Odpuszczanie to proces obróbki cieplnej, podczas którego hartowana stal jest ponownie podgrzewana do temperatury poniżej A1, utrzymywana w tej temperaturze, a następnie schładzana. Odpuszczanie decyduje o mikrostrukturze i właściwościach stali podczas użytkowania. Celem odpuszczania jest stabilizacja mikrostruktury, eliminacja naprężeń hartowniczych oraz poprawa ciągliwości i wytrzymałości stali, osiągając odpowiednią równowagę wytrzymałości, twardości, plastyczności i wytrzymałości, aby spełnić różne wymagania eksploatacyjne różnych przedmiotów obrabianych.

 

 

Odpuszczanie stali można podzielić na trzy kategorie w zależności od temperatury odpuszczania.

 

Niskie-odpuszczanie (150–250 stopni)

Mikrostruktura po odpuszczaniu w niskiej-temperaturze to odpuszczony martenzyt, który składa się z fazy przesyconej i spójnego ε-Fe2,4C. Jego morfologia zachowuje strukturę płatków lub listew-hartowanego martenzytu.

 

Głównym celem odpuszczania w niskiej-temperaturze jest utrzymanie wysokiej twardości (58-62 HRC) i odporności na zużycie hartowanego martenzytu, przy jednoczesnym zmniejszeniu naprężeń hartowniczych i kruchości. Stosowany jest głównie w różnych narzędziach skrawających ze stali wysokowęglowej, sprawdzianach, matrycach do tłoczenia na zimno, łożyskach tocznych i przedmiotach nawęglanych.

 

Średnie-odpuszczanie (350–500 stopni)

Mikrostruktura po odpuszczaniu średnio-temperaturowym to odpuszczony troostyt, który składa się z niekrystalizowanego ferrytu iglastego i zdyspergowanego, niezwykle drobnego płatkowego lub ziarnistego cementytu. Jego morfologia pozostaje strukturą płytkową lub listwową-hartowanego martenzytu.

 

Głównym celem odpuszczania średnio-temperaturowego jest osiągnięcie wysokiego współczynnika granicy plastyczności, wysokiej granicy sprężystości i wysokiej wytrzymałości. Twardość hartowanego troostytu wynosi 35-45 HRC. Odpuszczanie średniotemperaturowe stosowane jest przede wszystkim do obróbki różnych sprężyn i matryc kuźniczych.

 

Wysokie-odpuszczanie (500–650 stopni)

Mikrostruktura po-odpuszczaniu w wysokiej temperaturze to odpuszczony troostyt, który składa się z rekrystalizowanego ferrytu i równomiernie rozłożonego,-drobnoziarnistego cementytu. W wyniku rekrystalizacji ferrytu łuszcząca się lub listkowata-struktura hartowanego martenzytu zostaje utracona i staje się wielokątna. Jednocześnie rosną agregaty cementytowe.

 

Główną przyczyną deformacji odpuszczania jest twardość szczątkowa lub zmiany strukturalne powstające podczas odpuszczania i hartowania, to znaczy skurcz w wyniku eliminacji naprężeń rozciągających i rozszerzanie w wyniku eliminacji naprężeń ściskających. Obejmuje to pewien skurcz węglików wydzielonych we wczesnym etapie odpuszczania, duży skurcz podczas kondensacji żelaza węglowego, rozszerzanie resztkowego żelaza austenitycznego przekształconego w luźne żelazo i rozszerzanie resztkowego żelaza austenitycznego przekształconego w żeliwo sferoidalne, co prowadzi do deformacji przedmiotu obrabianego po odpuszczaniu. Metody zapobiegania obejmują:

(1) obróbka odpuszczająca pod ciśnieniem;

(2) zastosowanie gorącej kąpieli lub hartowania powietrzem w celu zmniejszenia naprężeń szczątkowych;

(3) korekta poprzez obróbkę mechaniczną;

(4) zapobieganie deformacjom.