Svrha stvrdnjavanja
Svrha kaljenja je uvijek povećati čvrstoću čelika ili njegovu mehaničku otpornost. U nekim slučajevima to može biti potrebno za određene primjene ako se tvrdoćom koju je moguće postići ne može postići odabirom odgovarajuće legure čelika.
Kroz otvrdnjavanje
Kroz stvrdnjavanje se podrazumijeva strukturna promjena u čeliku za veću čvrstoću, koja se proteže na cijelom presjeku obratka. To nije nužno slučaj s drugim postupcima otvrdnjavanja. U takozvanom kaljenju slučaja, čelik se ne stvrdnjava, već se očvršćava samo površina čelika.
Glavni procesi otvrdnjavanja
Osim kaljenja kućišta, koji je poseban oblik kaljenja, postoje još neki važni procesi kaljenja:
- Transformacijsko kaljenje
- Kaljenje na radu
- Otvrdnjavanje oborina
Transformacijsko kaljenje
Proces transformacijskog kaljenja najvažniji je i najčešće korišten oblik kaljenja čelika, koji djeluje pretvaranjem feritnog željeza u drugačiju strukturu, naime u austenitno željezo.
Postupak transformacijskog kaljenja
Postupak pretvorbe kemijski je vrlo složen. Na kraju postupka, u željezu se sve više stvara takozvani martenzit (posebna mikrostruktura visoke čvrstoće) zbog veće količine slobodno dostupnog ugljika.
Stvaranje martenzita može se kontrolirati pomoću temperaturne razlike (temperature hlađenja). Što je temperatura hlađenja niža i što je brzina hlađenja veća, to se više martenzita stvara i čelik postaje tvrđi nakon završetka očvršćavanja. Koriste se različiti rashladni mediji:
- voda
- ulje
- zrak
- čistih plinova
Zahtjevi za otvrdnjavanje
Sadržaj ugljika u vrsti čelika određuje koliko se čelik može očvrsnuti. Zbog toga se nelegirani čelici s niskim udjelom ugljika moraju najprije ugljičiti (kao što je opisano pod čelikom koji se stvrdne u slučaju) S druge strane, razina kroma u klasi čelika određuje koliko se duboko može stvrdnuti obradak. Što je veći sadržaj kroma, to je bolja otvrdnjavanje.
Kaljenje na radu
Kaljenje radom je postupak koji relativno manje utječe na tvrdoću čelika. Kad se čelik deformira određenim metodama, mijenja se njegova gustoća dislokacije. Tada je teže deformirati i povećava snagu. Povećava se i njegova elastična granica. Takva preddeformacija može se provesti, na primjer, valjanjem čelika.
Otvrdnjavanje oborina
Otvrdnjavanje s oborinama djeluje samo pod određenim uvjetima, a ne sa svim legurama. Legirani metali moraju imati određena svojstva kako bi se mogla izvršiti ova vrsta stvrdnjavanja.
metoda
Prvo se legura zagrijava do te mjere da planirani elementi oborina prelaze u otopinu. Temperatura ne smije biti ni previsoka ni preniska, tako da rezultat otvrdnjavanja ili kohezije legure ne bude ugrožen. Zatim se ugasi i struktura unutar promijeni. Ranije otpušteni elementi sada su fino raspoređeni u metalu i sprječavaju pomicanje dislokacija. To povećava čvrstoću metala.
savjeti i trikovi
Nakon stvrdnjavanja, čelik se također mora kaljeti. Kaljenje se zagrijava do određene temperature kako bi se čelik oslobodio unutarnjih naprezanja nakon stvrdnjavanja. Ovisno o temperaturi, kaljenje mijenja i svojstva čelika. Previsoke temperature dovode do gubitka žilavosti u čeliku.
