1. Koji su glavni razlozi za smanjenje tvrdoće?
Uklanjanje radnog očvršćavanja: Prilikom hladnog valjanja, metalna zrna se izdužuju i lome, stvarajući brojne dislokacije i izobličenja, što dovodi do povećane tvrdoće (radno očvršćavanje). Visokotemperaturno kaljenje (obično rekristalizacijsko žarenje) poboljšava atomsku difuziju, smanjuje preuređenje i izobličenje dislokacija, čime se omekšava materijal.
Proces prekristalizacije: Kada se zagrije iznad temperature rekristalizacije (obično iznad 450 stepeni za čelik), hladno-deformisana struktura se postepeno zamjenjuje novim, neiskrivljenim ravnoosnim zrnima, značajno smanjujući tvrdoću i čvrstoću dok se vraćaju plastičnost i žilavost.
Taloženje karbida i sferoidizacija: za čelike sa visokim sadržajem ugljika (kao što je čelik sa srednjim-visokim ugljikom), kaljenje na visokoj-temperaturi može potaknuti sferoidizaciju cementita, dodatno smanjujući tvrdoću.
2. Koji su efekti parametara procesa na tvrdoću?
Temperatura: Što je viša temperatura kaljenja, to je potpunija rekristalizacija i značajnije smanjenje tvrdoće. na primjer:
Nisko{0}}kaljenje (150-250 stepeni): prvenstveno ublažava stres, uz minimalnu promjenu tvrdoće.
Visoko{0}}kaljenje (500-700 stepeni): prvenstveno uzrokovano rekristalizacijom, što rezultira značajnim smanjenjem tvrdoće.
Vrijeme: Produženje vremena držanja će dovesti do potpunijeg omekšavanja, ali efekat ima tendenciju da se smanji nakon određenog vremena.
Način hlađenja: općenito hlađenje zrakom ili hlađenje peći; brzina hlađenja ima relativno mali uticaj (za razliku od gašenja).
3. Koje su varijacije u tvrdoći tipičnih materijala?
Nisko{0}}ugljični čelik ima tvrdoću od 180-220 nakon hladnog valjanja i 90-120 nakon kaljenja na visokim temperaturama.
Srednji ugljenični čelik ima tvrdoću od 250-300 nakon hladnog valjanja i 150-200 nakon kaljenja na visokim temperaturama.
Nehrđajući čelik ima tvrdoću od 400-500 nakon hladnog valjanja i 200-250 nakon kaljenja na visokim temperaturama.
4. Koje druge promjene u performansama postoje?
Smanjena čvrstoća: Granica tečenja i zatezna čvrstoća se smanjuju sa smanjenjem tvrdoće.
Povećana plastičnost: Izduženje i sposobnost oblikovanja štancanja su značajno poboljšani.
Oslobađanje od naprezanja: Smanjuje sklonost deformacijama i pucanju i poboljšava stabilnost dimenzija.
5. Koje su mjere opreza za primjenu?
Podudaranje cilja: Visoko{0}}kaljenje se često koristi za naknadnu obradu koja zahtijeva dobru formabilnost (kao što je duboko izvlačenje i savijanje).
Kontrola oksidacije: Zaštitna atmosfera (kao što je dušik) potrebna je na visokim temperaturama kako bi se spriječila površinska oksidacija i dekarbonizacija.
Specifičnost materijala: Materijali sa visokim sadržajem legirajućih elemenata (kao što je čelik visoke{0}}čvrstoće) imaju više temperature rekristalizacije, što zahtijeva prilagođavanje procesa.