Postopke toplotne obdelave kovin lahko v grobem razdelimo v tri kategorije: splošna toplotna obdelava, površinska toplotna obdelava in kemična toplotna obdelava. Glede na ogrevalni medij, temperaturo ogrevanja in način hlajenja lahko vsako kategorijo razdelimo na več različnih postopkov toplotne obdelave. Z uporabo različnih postopkov toplotne obdelave lahko ista kovina dobi različne strukture in s tem različne lastnosti. Jeklo je najpogosteje uporabljena kovina v industriji, mikrostruktura jekla pa je tudi najbolj zapletena, zato obstaja veliko vrst postopkov toplotne obdelave jekla.
Celotna toplotna obdelava je postopek toplotne obdelave kovin, pri katerem se obdelovanec segreje kot celota in ga nato ohladi z ustrezno hitrostjo, da se spremenijo njegove splošne mehanske lastnosti. Celotna toplotna obdelava jekla običajno vključuje štiri osnovne postopke: žarjenje, normalizacijo, kaljenje in popuščanje.
1. Žarjenje
Žarjenje pomeni segrevanje obdelovanca na ustrezno temperaturo, določitev različnih časov zadrževanja glede na material in velikost obdelovanca ter nato počasno hlajenje. Namen je doseči ali približati notranjo strukturo kovine ravnovesnemu stanju oziroma sprostiti notranje napetosti, ki so nastale v prejšnjem postopku. Doseči dobro delovanje procesa in obratovalne lastnosti ali pripraviti strukturo za nadaljnje kaljenje.
2. Normalizacija
Normalizacija ali normalizacija je segrevanje obdelovanca na primerno temperaturo in nato hlajenje na zraku. Učinek normalizacije je podoben žarjenju, le da je dobljena struktura finejša. Pogosto se uporablja za izboljšanje rezalnih lastnosti materialov in včasih za izpolnjevanje določenih zahtev. Ne preveč visoki deli kot končna toplotna obdelava.
3. Kaljenje
Kaljenje je segrevanje in vzdrževanje obdelovanca, nato pa hitro hlajenje v kalilnem mediju, kot so voda, olje ali druge anorganske raztopine soli, organske vodne raztopine.
4. Kaljenje
Po kaljenju jeklo postane trdo, a hkrati krhko. Da bi zmanjšali krhkost jeklenih delov, se kaljeni jekleni deli dolgo časa hranijo pri ustrezni temperaturi nad sobno temperaturo in pod 650 °C, nato pa se ohladijo. Ta postopek se imenuje popuščanje. Žarjenje, normalizacija, kaljenje in popuščanje so "štirje ognji" v celotni toplotni obdelavi. Med njimi sta kaljenje in popuščanje tesno povezana in se pogosto uporabljata skupaj ter sta nepogrešljiva.
»Štirje ognji« so razvili različne postopke toplotne obdelave z različnimi temperaturami segrevanja in metodami hlajenja. Za doseganje določene trdnosti in žilavosti se postopek kombiniranja kaljenja in popuščanja pri visokih temperaturah imenuje kaljenje in popuščanje. Po kaljenju nekaterih zlitin v prenasičeno trdno raztopino jih dlje časa hranimo pri sobni temperaturi ali nekoliko višji temperaturi, da se izboljša trdota, trdnost ali elektromagnetne lastnosti zlitine. Ta postopek toplotne obdelave se imenuje staranje.
Metoda učinkovite in tesne kombinacije tlačne deformacije in toplotne obdelave za doseganje dobre trdnosti in žilavosti obdelovanca se imenuje deformacijska toplotna obdelava; toplotna obdelava, izvedena v atmosferi negativnega tlaka ali vakuumu, se imenuje vakuumska toplotna obdelava, ki ne le preprečuje oksidacijo ali razogljičenje obdelovanca, temveč ohranja gladko in čisto površino obdelanega obdelovanca, kar izboljša njegovo delovanje. Obdelovanec se lahko tudi kemično toplotno obdela s penetracijskim sredstvom.
Trenutno se z naraščajočo zrelostjo laserske in plazemske tehnologije ti dve tehnologiji uporabljata za nanašanje plasti drugih premazov, odpornih proti obrabi, koroziji ali toploti, na površino običajnih jeklenih obdelovancev, da se spremenijo površinske lastnosti prvotnega obdelovanca. Ta nova tehnika se imenuje modifikacija površine.
Čas objave: 31. marec 2024