Postopek kaljenja jekla

Kaljenje jekla

Kaljenje je postopek toplotne obdelave, pri katerem se kaljeno jeklo ponovno segreje na temperaturo pod A1, vzdržuje na tej temperaturi in nato ohladi. Kaljenje določa mikrostrukturo in lastnosti jekla med uporabo. Namen popuščanja je stabilizirati mikrostrukturo, odpraviti kalilne napetosti in izboljšati duktilnost in žilavost jekla, pri čemer se doseže ustrezno ravnovesje trdnosti, trdote, duktilnosti in žilavosti, da se izpolnijo različne zahteve glede zmogljivosti različnih obdelovancev.

 

 

Kaljenje jekla lahko glede na temperaturo kaljenja razdelimo v tri kategorije.

 

Nizko-kaljenje (150-250 stopinj)

Mikrostruktura po popuščanju pri nizki-temperaturi je popuščeni martenzit, ki je sestavljen iz prenasičene faze in koherentnega ε-Fe2.4C. Njegova morfologija ohranja kosmičem ali letvi-podobno strukturo kaljenega martenzita.

 

Primarni namen popuščanja pri nizki-temperaturi je ohraniti visoko trdoto (58-62 HRC) in odpornost proti obrabi kaljenega martenzita, hkrati pa zmanjšati kalilne napetosti in krhkost. Uporablja se predvsem v različnih rezalnih orodjih z visoko vsebnostjo ogljika, merilnih napravah, matricah za hladno vtiskovanje, kotalnih ležajih in naogljičenih obdelovancih.

 

Srednje-kaljenje (350-500 stopinj)

Mikrostruktura po srednje{0}}temperaturnem popuščanju je popuščeni troostit, ki je sestavljen iz nerekristaliziranega iglastega ferita in razpršenega, izjemno finega kosmičastega ali zrnatega cementita. Njegova morfologija ostaja lamelarna ali letva-podobna struktura kaljenega martenzita.

 

Glavni namen popuščanja pri srednji-temperaturi je doseči visoko razmerje meje tečenja, visoko mejo elastičnosti in visoko žilavost. Trdota kaljenega troostita je 35-45 HRC. Srednjetemperaturno kaljenje se uporablja predvsem za obdelavo različnih vzmeti in kovaških orodij.

 

Visoko-kaljenje (500-650 stopinj)

Mikrostruktura po popuščanju pri visoki-temperaturi je popuščeni troostit, ki je sestavljen iz rekristaliziranega ferita in enakomerno porazdeljenega drobno{1}}zrnatega cementita. Zaradi rekristalizacije ferita se kosmičasta ali letvasta -struktura kaljenega martenzita izgubi in postane poligonalno zrnat. Hkrati rastejo cementni agregati.

 

Glavni razlog za deformacijo pri popuščanju je preostala trdota ali strukturne spremembe, ki nastanejo med popuščanjem in kaljenjem, to je krčenje zaradi odprave natezne napetosti in raztezanje zaradi odprave tlačne napetosti. To vključuje nekaj krčenja karbidov, oborjenih v zgodnji fazi popuščanja, veliko krčenje med kondenzacijo ogljikovega železa, ekspanzijo preostalega avstenitnega železa, pretvorjenega v ohlapno železo, in ekspanzijo preostalega avstenitnega železa, pretvorjenega v nodularno železo, kar vodi do deformacije obdelovanca po popuščanju. Metode preprečevanja vključujejo:

(1) obdelava s popuščanjem pod pritiskom;

(2) uporaba vroče kopeli ali zračnega hlajenja za zmanjšanje preostale napetosti;

(3) korekcija z mehansko obdelavo;

(4) preprečevanje deformacije.