Procesy obróbki cieplnej metali — hartowanie i odpuszczanie(ulepszanie cieplne)

W procesie produkcji elementów ze stali zarówno użytkowych jak i konstrukcyjnych, niezwykle ważne jest spełnienie odpowiednich parametrów technologicznych stawianych przez odbiorców końcowych. Takimi parametrami często jest odpowiednia twardość, sprężystość czy też odporność na ścieranie produkowanych elementów. Podstawowym procesem mającym wpływ na osiągnięcie tych parametrów jest szeroko rozumiane ulepszanie cieplne składające się z procesu hartowania i odpuszczania stali. Czym jest hartowanie stali? Jakie gatunki stali mogą być poddane tym procesom? Dlaczego często z procesem hartowania związany jest kolejny proces, a mianowicie odpuszczanie stali?

Czym jest hartowanie?

Hartowanie stali przeprowadza się w celu zwiększenia twardości obrabianego materiału, a także uzyskania odpowiednio silnego połączenia wytrzymałościowego stali. Chcąc je przeprowadzić, należy zadbać o odpowiednie wyposażenie linii technologicznej do obróbki cieplnej stali, które powinno się składać z odpowiedniego pieca jak i wanny hartowniczej. Dobór tych elementów możliwy jest dzięki firmie Galvsystem, która specjalizuje się w projektowaniu i budowie rozwiązań zarówno dla cynkowania ogniowego, jak i tych związanych z obróbką termiczną stali i metali nieżelaznych. Do przeprowadzenia bowiem wspomnianych zabiegów zwiększania odporności stali, konieczne jest zastosowanie odpowiedniego rodzaju pieca np. komorowego, taśmowego, rolkowego, wgłębnego czy też muflowego oraz wanny hartowniczej dostosowanej do konkretnego typu pieca. W procesie hartowania wyróżnia się hartowanie objętościowe i powierzchniowe. Poddaje się jej stal oznaczoną symbolami 30H, 38HA, 30HGSA, 40HM, 50CrMo4, 40HNMA, 36NiCrMo16, 40H2MF, 20H2N4A jak i wiele innych. Są to stale o dużej twardości i zwiększonej odporności na wszelkie uszkodzenia oraz pęknięcia i co istotne charakteryzują się stosunkowo dużą plastycznością, ciągliwością oraz odpornością na zmęczenie.

Kiedy konieczne jest odpuszczanie?

Hartując stal należy niekiedy przy pomocy procesu odpuszczania obniżyć stopień niestabilności struktury i zmienić odpowiednio własności obrabianego metalu. Warto bowiem pamiętać, że maksymalna twardość stali uzyskana w wyniku wygrzewania materiału i następnie jego szybkiemu oziębieniu, nadaje mu niską ciągliwość i wysoki stan naprężeń wewnętrznych, co finalnie zwiększa ryzyko samoistnego pękania metalu i wpływa na jego kruchość. Odpuszczanie pozwala zniwelować ten problem poprzez zwiększenie ciągliwości stali. Proces odpuszczania możemy podzielić na odpuszczanie niskie (powierzchniowe), średnie oraz wysokie — zalecane dla stali narzędziowych i szybkotnących.