Posebna vrsta toplotne obdelave materialov se imenuje kaljenje. Kovine, steklo, kovinske zlitine so mu podvržene. Ideja je spremeniti vrsto kristalne rešetke materiala s pomočjo temperature ali raztopiti tiste strukture, ki so znotraj materiala pri nižjih temperaturah.
Po izpostavitvi visoki temperaturi se predmet tako ali drugače močno ohladi, na primer voda, curek hladnega stisnjenega zraka, polimerni medij itd. Olje se uporablja tudi za hlajenje. Zahvaljujoč temu material postane trši. To so vedeli tudi bojevniki antike in to uporabljali za povečanje moči svojega orožja.
Kaj je utrjevanje kovin
To je posebna vrsta toplotne obdelave kovin, pri kateri se segrevanje nadaljuje, dokler se struktura kristalne rešetke ne spremeni, kar imenujemo polimorfna transformacija. Nato se kovina zelo hitro ohladi, na primer v olju. Pomen takšnih ukrepov je povečati trdoto kovine, ki je podvržena toplotni obdelavi.
Razlikovati je treba med pojmi kovine in jekla. Kovina - to so kemični elementi s skupnimi podobnimi lastnostmi, ki so predstavljeni v periodični tabeli. Jeklo je zlitina železa z drugimi snovmi, običajno z ogljikom.
Vrste kovin:
- črna
- obarvan;
- dragocena.
Segrevanje kovine na temperaturno točko, pri kateri ne pride do uničenja kristalne rešetke, imenujemo prenasičena trdna raztopina. Uporablja se za krhkost kovinskih izdelkov. Za barvne kovine veljajo še nižje temperature.
Trdota
Da bi kovina dala trdoto, je priporočljivo, da jo po obdelavi ohladite v kadi s tekočo vodo. Učinkovitost tega ukrepa se poveča, če uporabimo fiziološko raztopino. Namesto soli se uporablja tudi šibka raztopina žveplove kisline.
Kovino je mogoče utrjevati tudi v neindustrijskih pogojih, ki so mobilni. To je mogoče storiti z žarjenjem v peči. Risbo takšne peči je enostavno najti na mreži. Res je, pomanjkljivosti se je začelo izogibati, verjetno ne bo uspelo. Mimogrede, hlajenje predmeta samo v eni vrsti hladilnika se imenuje kontinuirano. Če se izdelki izmenično prenašajo iz enega hladilnika v drugega, se pojavi interventno hlajenje. Na primer, od vode do olja - podvrženo bo vmesnemu utrjevanju. Kaljenje s samopopustitvijo, ko se izdelek hladi samo od zunaj, sredina pa ostane vroča. Kasneje sredina porazdeli toploto navzven, primerja temperaturo po celotnem predmetu.
Povečanje duktilnosti
Pri obratnem postopku, torej ko je potrebna duktilnost in ne krhkost, se izvede postopek kaljenja. Utrjevanje in kaljenje jekla je posebna, stopenjska vrsta toplotne obdelave, ki se izvaja v pogojih postopnega hlajenja kovin. Samotemeljenje preprečuje, da bi se kritični stres v zlitini razvil.
Drug postopek gašenja se imenuje staranje, ko kovinske zlitine ponovno izpostavimo temperaturi, pripeljemo pa do stanja nasičene raztopine.
Sorte jekla in kaljenja
Razlikujejo se naslednje vrste jekla:
- gradnja;
- instrumentalno;
- toplotno odporen;
- toplotno odporen;
- strukturni itd.
Glede na kemijske lastnosti in sestavo se uporabljajo različne metode kaljenja jekla. Na primer, za hipereutektoidne razrede se uporablja temperatura utrjevanja, ki ni višja od 60 stopinj. Kritična hitrost v tem primeru je korak deset stopinj. Potem, ko je hlajenje večje od kritične hitrosti gašenja, se homogena struktura jekla pretvori v nehomogeni martenzit, to pomeni, da bo prišlo do popolnega gašenja. Za celotne izdelke je potrebna celovita metoda. Nasprotno, če obstajajo ostanki ferita v heterogenem okolju, se šteje, da je kaljenje nepopolno, trdota utrjene stvari se zmanjša.
Nepopolno utrjevanje jekla je primerno za hipereutektoidne vrste trdih razredov. Izdelki iz nerjavečega jekla se proizvajajo v različnih panogah in sektorjih nacionalnega gospodarstva. Zato v tovarni, razvrščeni po vrsti uporabe izdelkov, ne ogrevajo samo celotnega izdelka, temveč tudi nekaj njegovega dela, namenjenega opravljanju določenih vrst del. Kaljeno jeklo se na primer uporablja pri vrtavih vrtalnikov v naftni in plinski industriji. Ta metoda obdelave se imenuje lokalna, če je celoten izdelek kaljen, potem globalen.
Če segrevalni postopek poteka po načelu izotermičnega razkroja avstenita pri temperaturnem režimu, temperatura kaljenja jekla doseže 300 stopinj, solna raztopina ali olje pa se uporablja kot hladilnik, tudi s temperaturo do 300 stopinj - imenujemo ga izotermalna. Izotermalni postopek se uporablja, kadar je potrebna nadaljnja tvorba izdelka, na primer mletje, ravnanje, grafično delo. To vrsto kaljenega jekla je mogoče enostavno obdelati.
S pečjo za mutanje lahko zlitino zlijete tudi z lastnimi rokami doma. Tu seveda ne gre za stanovanje. Res je , da se različnim vrstam napak, od barvnih sprememb do vseh drugih parametrov, ni mogoče izogniti. V podeželskih območjih jeklarji sami žarejo. To je takrat, ko je določen del ali stran kaljena v celotnem jeklenem izdelku. Na primer rezalni rob žage. Vendar pa bo utrjenost s to metodo nizka.