Díly z uhlíkové oceli

Sferoidizace
Sféroidit se tvoří, když se uhlíková ocel zahřívá na přibližně 700 °C po dobu více než 30 hodin.Sféroidit se může tvořit při nižších teplotách, ale potřebný čas se drasticky prodlužuje, protože se jedná o proces řízený difúzí.Výsledkem je struktura tyčinek nebo kuliček cementitu v primární struktuře (ferit nebo perlit, podle toho, na které straně eutektoidu se nacházíte).Účelem je změkčit oceli s vyšším obsahem uhlíku a umožnit větší tvarovatelnost.Jedná se o nejměkčí a nejtažnější formu oceli.

Úplné žíhání
Uhlíková ocel se zahřívá na přibližně 40 °C nad Ac3 nebo Acm po dobu 1 hodiny;to zajišťuje, že se veškerý ferit přemění na austenit (ačkoli cementit může stále existovat, pokud je obsah uhlíku větší než eutektoid).Ocel se pak musí pomalu chladit, v oblasti 20 °C (36 °F) za hodinu.Obvykle se pouze chladí v peci, kde se pec vypne s ocelí stále uvnitř.Výsledkem je hrubá perlitická struktura, což znamená, že „pásy“ perlitu jsou tlusté.Plně žíhaná ocel je měkká a tažná, bez vnitřních pnutí, což je často nutné pro nákladově efektivní tváření.Pouze sferoidizovaná ocel je měkčí a tažnější.

Procesní žíhání
Proces používaný ke zmírnění pnutí v uhlíkové oceli opracované za studena s méně než 0,3 % C. Ocel se obvykle zahřívá na 550–650 °C po dobu 1 hodiny, někdy však teploty až 700 °C.Obrázek vpravo [potřebné upřesnění] ukazuje oblast, kde dochází k procesnímu žíhání.

Izotermické žíhání
Jde o proces, při kterém se hypoeutektoidní ocel zahřívá nad horní kritickou teplotu.Tato teplota se udržuje po určitou dobu a potom se sníží pod spodní kritickou teplotu a znovu se udržuje.Potom se ochladí na teplotu místnosti.Tato metoda eliminuje jakýkoli teplotní gradient.

Normalizace
Uhlíková ocel se zahřívá na přibližně 55 °C nad Ac3 nebo Acm po dobu 1 hodiny;to zajišťuje, že se ocel zcela přemění na austenit.Ocel je poté ochlazena vzduchem, což je rychlost chlazení přibližně 38 °C (100 °F) za minutu.Výsledkem je jemná perlitická struktura a jednotnější struktura.Normalizovaná ocel má vyšší pevnost než žíhaná ocel;má poměrně vysokou pevnost a tvrdost.

Kalení
Uhlíková ocel s alespoň 0,4 % hmotn. C se zahřeje na normalizační teploty a poté se rychle ochladí (zchladí) ve vodě, solném roztoku nebo oleji na kritickou teplotu.Kritická teplota je závislá na obsahu uhlíku, ale obecně platí, že s rostoucím obsahem uhlíku je nižší.To má za následek martenzitickou strukturu;forma oceli, která má přesycený obsah uhlíku v deformované krystalické struktuře centrované na tělo (BCC), správně nazývané tetragonální centrovaná na tělo (BCT), s velkým vnitřním napětím.Takto kalená ocel je extrémně tvrdá, ale křehká, obvykle příliš křehká pro praktické účely.Tato vnitřní pnutí mohou způsobit trhliny na povrchu.Kalená ocel je přibližně třikrát tvrdší (čtyři s více uhlíkem) než normalizovaná ocel.

Martempering (marqueching)
Martemperování není ve skutečnosti temperovací procedura, proto termín marquenching.Je to forma izotermického tepelného zpracování aplikovaná po počátečním zchlazení, typicky v lázni roztavené soli, při teplotě těsně nad "martenzitovou počáteční teplotou".Při této teplotě se uvolní zbytková napětí v materiálu a ze zadrženého austenitu, který se nestihl přeměnit na nic jiného, ​​se může vytvořit nějaký bainit.V průmyslu se jedná o proces používaný ke kontrole tažnosti a tvrdosti materiálu.Při delším markingu se tažnost zvyšuje s minimální ztrátou pevnosti;ocel je udržována v tomto roztoku, dokud se vnitřní a vnější teplota součásti nevyrovnají.Poté se ocel ochladí mírnou rychlostí, aby byl teplotní gradient minimální.Tento proces nejen snižuje vnitřní pnutí a trhliny způsobené pnutím, ale také zvyšuje odolnost proti nárazu.

Temperování
Jedná se o nejčastější tepelné zpracování, se kterým se setkáváme, protože konečné vlastnosti lze přesně určit teplotou a dobou temperování.Popouštění zahrnuje opětovné zahřátí kalené oceli na teplotu pod eutektoidní teplotou a následné ochlazení.Zvýšená teplota umožňuje vznik velmi malých množství sféroiditu, který obnovuje tažnost, ale snižuje tvrdost.Pro každou kompozici jsou pečlivě zvoleny skutečné teploty a časy.

Austempering
Proces izotermického kalení je stejný jako martempering, s tím rozdílem, že kalení je přerušeno a ocel je udržována v roztavené solné lázni při teplotách mezi 205 °C a 540 °C a poté ochlazována mírnou rychlostí.Výsledná ocel, nazývaná bainit, vytváří v oceli jehličkovitou mikrostrukturu, která má velkou pevnost (ale menší než martenzit), větší tažnost, vyšší odolnost proti nárazu a menší deformaci než martenzitická ocel.Nevýhodou austomerování je, že jej lze použít pouze na několik ocelí a vyžaduje speciální solnou lázeň.