Na właściwości wytrzymałościowe oraz technologiczne stali wpływa jej mikrostruktura, która bezpośrednio zależy od zastosowanej obróbki cieplnej. W zależności od zastosowanych w procesie produkcji technik, stal może wykazywać różne właściwości, co przekłada się na jej zastosowanie w wielu branżach. Za pomocą fizykochemicznych zjawisk występujących podczas maksymalnego ogrzewania i oziębiania surowca, zdecydowanie zwiększa się wytrzymałość produktu finalnego. Sprawdź na czym polega wyżarzanie stali.
Wyżarzanie stali – co to jest?
Jednym z najczęściej stosowanych procesów związanych z obróbką cieplną jest wyżarzanie stali, obejmujące podnoszenie temperatury surowca, wygrzewanie go w określonych warunkach oraz gwałtowne lub powolne studzenie. Wówczas powstaje charakterystyczna struktura, która przekłada się na późniejsze zastosowanie produktu finalnego. Proces wyżarzania skutkuje najczęściej zamianami alotropowymi, choć nie jest to regułą.
Rodzaje wyżarzania stali – najważniejsze informacje
W przemyśle stosuje się wiele metod wyżarzania stopów stali, które bezpośrednio zależą od właściwości, które producent chce otrzymać. Zakres temperatur oraz czas trwania procesu jest bardzo szeroki.
Wyżarzanie ujednorodniające
Wyżarzanie ujednorodniające obejmuje proces nagrzewania surowca do temperatury ok. 1200°C, wyżarzanie w tej temperaturze, a następnie gwałtowne studzenie.
Wyżarzanie odprężające
Wyżarzanie odprężające obejmuje nagrzewanie do wysokiej temperatury, wyżarzanie, kończąc na powolnym studzeniu. W konsekwencji tego procesu usuwa się naprężenia odlewnicze, cieplne oraz spawalnicze. Zachodzi proces zwany sezonowaniem, czyli długotrwałym odprężaniem samorzutnym. Co ważne, przebieg ten trwa nawet kilka lat. O długości procesu decyduje producent, gdyż zależy on od właściwości, które chce on finalnie otrzymać.
Wyżarzanie normalizujące
Wyżarzanie normalizujące polega na nagrzewaniu stopu, wygrzaniu go, a następnie studzeniu przy zachowaniu małego przepływu powietrza. Dzięki temu uzyskuje się jednorodną strukturę drobnoziarnistą, a metal posiada lepsze właściwości mechaniczne. Co do zasady, proces ten stosuje się zazwyczaj w przypadku stali niestopowych konstrukcyjnych oraz staliwa.
Wyżarzanie zupełne
Wyżarzanie zupełne to sposób obróbki stosowanej w przypadku stali stopowych. Przeprowadza się nagrzewanie, wygrzewanie, powolne obniżanie temperatury i finalnie poddaje się stal działaniu powietrza.
Wyżarzanie izotermiczne
Wyżarzanie izotermiczne znajduje zastosowanie szczególnie w przypadku stali stopowych, ponieważ surowce te po wyżarzaniu zupełnym są bardzo twarde. Patentowanie drutów lub taśm to Nagrzewanie i wyżarzanie stali w temperaturze 900-1100°C, chłodzenie izotermiczne w temperaturze ok. 550°C oraz obróbkę przeprowadzaną na zimno.
Wyżarzanie rekrystalizujące
Wyżarzanie rekrystalizujące (zwane również rekrystalizacją). Temperatura wyżarzania w tym przypadku wynosi ok.550-650°C. Popularna metoda usuwania wpływu zgniotu, dlatego stosuje się ją w przypadku wyrobów, które zostały wcześniej poddane obróbce plastycznej na zimno.
Wyżarzanie zmiękczające lub sferoidyzacja
Wyżarzanie zmiękczające lub sferoidyzacja. Następuje w temperaturze zbliżonej do temperatury przemiany austenitycznej. W przeciwieństwie do pozostałych metod, najpierw następuje wygrzewanie, a następnie bardzo powolne schładzanie. Dzięki temu następuje przemiana cementytu płytkowego w postać sferoidalną, czego konsekwencją jest bezpośrednie podniesienie obrabialności.
Wyżarzanie grafityzujące lub grafityzacja
Wyżarzenie grafityzujące lub grafityzacja. Proces uzyskiwania żeliwa ciągłego z żeliwa białego. W procesie przemian cementyt ulega rozkładowi na ferryt i grafit.
Połączenia spawane a proces wyżarzania
Połączenia spawane są podatne na uszkodzenia, głównie ze względu na swoją strukturalną niestabilność. Aby połączenia były trwałe oraz odporne na szkodliwe działanie czynników zewnętrznych, stosuje się proces wyżarzania normalizującego i odprężającego. Wówczas złącze ulega ustabilizowaniu i staje się bardziej solidne. W przypadku spoiw wyżarzanie może być częściowe lub całkowite. Częściowe wyżarzanie polega na nagrzewaniu za pomocą aparatury grzejnej gazowej, bądź elektrycznej. Częściowy proces stosuje się w przypadku, gdy ryzyko występowania dodatkowych naprężeń jest zminimalizowane. Całkowite wyżarzanie przeprowadza się w specjalnie dostosowanych piecach, obejmuje ono poddanie całej konstrukcji nagrzewaniu do odpowiedniego pułapu temperatury.
W kolejnych artykułach opisaliśmy:
Nawęglanie stali – co to jest, na czym polega, metody nawęglania
Frezowanie stali – dobór parametrów i prędkości skrawania
Rodzaje stali, oznaczenia, klasyfikacja i normy
Hartowanie stali – jak hartować stal?
Stal 316L (1.4404) właściwości, skład, zastosowanie
Stal stopowa – co to jest, rodzaje, zastosowanie
