Na czym polega ulepszanie cieplne stali?

Zmiana własności mechanicznych i fizykochemicznych metali oraz stopów możliwa jest dzięki różnym procesom technologicznym – wśród nich wyróżnić można między innymi obróbkę cieplną, która wywołuje zmiany w stali poprzez odpowiednią temperaturę.

Dobry gatunek stali 34CrNiMo6

stal 34CrNiMo6Firmy specjalizujące się w obróbce cieplnej stali wymieniają tu głównie hartowanie i wyżarzanie. Każdy z tych procesów składa się z kilku zabiegów – nagrzewania, wygrzewania i chłodzenia. Obróbce cieplnej mogą być poddawane tylko niektóre stale konstrukcyjne stopowe. To na przykład stal z gatunku 34CrNiMo6, która jest przeznaczona do ulepszania cieplnego – ulepszanie to polega na naprzemiennym hartowaniu i odpuszczaniu. Hartowanie zdecydowanie zwiększa twardość stali. Proces ten polega na nagrzaniu stali do określonej temperatury, a następnie na jej ochłodzeniu przy prędkości większej od krytycznej. Do chłodzenia wykorzystuje się zazwyczaj wodę (przy stalach węglowych) lub olej (w przypadku stali stopowych). Dzięki hartowaniu twardość stali wynosi powyżej 60-65 HRC. Ponadto zwiększają się właściwości wytrzymałościowe. Próbując dobrać najlepsze warunki hartowania, powinniśmy wziąć pod uwagę kształt przedmiotów – uwzględnić należy jego szybkość nagrzewania i temperaturę, jaka pozwala na jego częściową lub pełną austenizację, a także to, jaki czas jest potrzebny do uzyskania jednorodności chemicznej.

34CrNiMo6Odpuszczanie jest drugą, niezbędną częścią ulepszania cieplnego. Pozwala na usunięcie naprężeń stali oraz na wzrost jej plastyczności. Może odbywać się ono w różnych temperaturach – temperatury niskie (od 100 do 250 st. C) wykorzystuje się w przypadku przedmiotów, które powinny charakteryzować się wysoką odpornością na ścieranie – dodatkowo odpuszczanie zmniejszy skłonność wyrobu do kruchego pękania. Średnie temperatury wykorzystuje się przy sprężynach i resorach – odpuszczanie pozwala wówczas nie tylko na polepszenie własności plastycznych, ale i na nadanie przedmiotom wysokiej granicy sprężystości. Najwyższe temperatury stosowane są przy ulepszaniu cieplnym stalowych elementów maszyn oraz narzędzi przeznaczonych do pracy na gorąco. Temperatura 450-600 st. C przy odpuszczaniu pozwala na uzyskanie optymalnej kombinacji własności plastycznych i wytrzymałościowych.

Odpuszczanie jest więc niezbędne między innymi przy silnikach, gdyż pracują one z obciążeniem zmiennym – wówczas stale, które nie podlegałyby procesowi odpuszczania, byłyby zbyt kruche, żeby być eksploatowanymi przez długi czas. Ulepszanie cieplne stali, między innymi 34CrNiMo6, jest więc niezbędne przy konstrukcjach wielu maszyn, pojazdów, jak i budowli.