Co to jest ulepszanie cieplne? Czym jest stal ulepszana cieplnie?

Ulepszanie cieplne stali to proces jej obróbki cieplnej, która poprawia właściwości plastyczne i zwiększa wytrzymałość na rozciąganie. Za pomocą tego procesu można modyfikować właściwości stali w zależności od potrzeb. Ulepszaniu cieplnemu najczęściej poddawana jest stal, przeznaczona do obróbki skrawaniem. W większości przypadków są to wysoce hartowne stale średnio-węglowe z dodatkiem chromu, molibdenu lub niklu. Stal ulepszana cieplnie jest powszechnie wykorzystywana w różnych gałęziach przemysłu.

Ulepszanie cieplne stali krok po kroku

Ulepszanie cieplnie stosuje się w odniesieniu do stali konstrukcyjnych, zarówno węglowych jak i stopowych. Ulepszanie cieplne stali to połączenie procesu hartowania i odpuszczania, które prowadzi do wzrostu właściwości wytrzymałościowych. Hartowanie polega na nagrzewaniu stali do temperatury hartowania, określonej dla poszczególnych gatunków. Stal nagrzewana jest do temperatury austenityzowania. Materiał jest przetrzymywany w tej temperaturze do czasu, aż jego struktura wewnętrzna ulegnie przebudowie w wyniku przemian fazowych. Następnie stal jest szybko schładzana z prędkością większą od krytycznej. Stale węglowe chłodzi się w wodzie, a stopowe w oleju. W wyniku hartowania stal zyskuje strukturę martenzytyczną. Stal zahartowana w ten sposób może zostać potem poddana procesowi odpuszczania.

Odpuszczanie polega na rozgrzaniu stali do odpowiedniej temperatury i ponownym szybkim schłodzeniu. W zależności od wartości temperatury wyróżnia się odpuszczane niskie, średnie lub wysokie. Odpuszczane wysokie przeprowadza się w temperaturach większych niż 500°C w celu przygotowania stali do obróbki skrawaniem. Proces odpuszczania usuwa naprężenia hartownicze, zmniejsza twardość stali i zwiększa jej udarność. To właśnie w wyniku tego procesu martenzyt rozpada się, uwalnia się cementyt i powstaje sorbit.

Stal ulepszana cieplnie czyli jaka?

Stal ulepszana cieplnie zyskuje strukturę sorbityczną. Oznacza to, że składnikiem strukturalnym stali po ulepszaniu cieplnym jest sorbit, który nadaje jej wysokie parametry wytrzymałościowo-plastyczne. Jego twardość może wynosić nawet 56 w skali Rockwella. Stal ulepszana cieplnie cechuje się specyficznymi parametrami. Jej twardość zmniejsza się kosztem wzrostu wytrzymałości na rozciąganie. Stal ulepszona cieplnie nie jest narażona na pękanie. Wartość jej udarności, przewężenia i wydłużenia do zerwania wzrasta. Zwiększa się jej sprężystość, granica plastyczności i odporność na ścieranie. Stal ulepszana cieplnie wykorzystywana jest w postaci części maszyn i silników, czyli elementów pracujących pod dużym obciążeniem zmiennym.