Celem hartowania jest uzyskanie twardej struktury martenzytycznej lub niekiedy bainitycznej. Obejmuje austenityzację, szybkie chłodzenie i odpuszczanie. W zależności od gatunku materiału, kształtu i przekroju detali oraz wymagań użytkowych realizujemy hartowanie próżniowe objętościowe, z chłodzeniem w oleju lub gazach pod wysokim ciśnieniem, co zapewnia mniejsze odkształcenia, a w konsekwencji pozwala zmniejszyć naddatki na szlifowanie. W dwukomorowych piecach próżniowych chłodzenie odbywa się w najnowszej generacji oleju próżniowym na bazie GTL, szczególnie skutecznym dla detali o większych gabarytach, wykonanych ze stali o małej hartowności.
Zastosowanie technologii FINECARB®, pozwala uzyskiwać optymalne parametry warstwy wierzchniej w wyniku wyeliminowania utleniania wewnętrznego i niekontrolowanych, niekorzystnych wydzieleń. Dodatkowym efektem jest zmniejszenie odkształceń elementów w trakcie ich obróbki cieplnej. Oferujemy realizację procesów w piecach próżniowych jednokomorowych, w których zarówno proces nawęglania, jak i hartowania odbywa się tej samej komorze, a także w piecach próżniowych dwukomorowych, gdzie proces nawęglania przeprowadzany jest w jednej komorze tzw. „komorze grzania”, a proces hartowania w drugiej komorze tzw. „komora chłodzenia”, połączonej z wanną hartowniczą. Nawęglanie niskociśnieniowe stali technologią FineCarb®, gwarantuje uzyskiwanie założonych grubości warstw wierzchnich w znacznie krótszym czasie w porównaniu z nawęglaniem gazowym, oraz pełną kontrolę i powtarzalność procesów. Po etapie nawęglania możemy hartować w oleju próżniowym lub azocie pod wysokim ciśnieniem.
Celem hartowania jest
uzyskanie twardej struktury martenzytycznej lub niekiedy bainitycznej. Struktury
te mogą powstać tylko z austenitu, dlatego w procesie hartowania stali należy
ją podgrzać do temperatury, w której utworzy się austenit. Stale
podeutektoidalne nagrzewa się do temperatur od 30 do 50°C powyżej Ac3,
natomiast stale nadeutektoidalne – do temperatur od 30 do 50°C powyżej Ac1.
Hartowanie stali nadeutektoidalnych z nagrzewaniem do zakresu dwufazowego
austenit/cementyt jest spowodowane tym, że twardy cementyt zapewnia dużą
odporność na ścieranie. Rozpuszczenie cementytu podczas nagrzewania stali w
procesie hartowania byłoby niecelowe, gdyż prowadziłoby do zmniejszenia
twardości wskutek wzrostu ilości austenitu szczątkowego oraz utraty umocnienia
cząstkami cementytu. Jednocześnie nastąpiłby wzrost ziarna austenitu,
zwiększenie strat na zgorzelinie i większe zużycie energii (wyższa temperatura pieca).
W procesie hartowania stali
należy ją chłodzić od temperatury austenityzowania z szybkością zapewniającą
ominięcie przemian w zakresie dyfuzyjnym (z szybkością większą lub równą tzw.
szybkości krytycznej, przy której zachodzi przemiana martenzytyczna lub bainityczna).
Prostym rozwiązaniem uniknięcia powstania dużych naprężeń powodujących
deformację obrabianego przedmiotu, a niekiedy również jego pęknięcie jest
hartowanie stopniowe polegające na wytrzymaniu przedmiotu w temperaturze
powyżej Ms, aż do wyrównania się temperatury w przekroju i następnie na
powolnym chłodzeniu zapewniającym możliwie jednoczesne zajście przemiany
martenzytycznej w całym przekroju.
W zależności od gatunku
materiału, kształtu i przekroju detali oraz wymagań użytkowych hartowanie można
realizować w olejach lub gazach pod wysokim ciśnieniem, co zapewnia mniejsze i
bardziej powtarzalne odkształcenia, a w konsekwencji pozwala zmniejszyć
naddatki na szlifowanie.
Stal po zahartowaniu zyskuje
na twardości, wytrzymałości, wzrasta jej granica plastyczności i sprężystości,
maleje zaś udarność, wydłużenie, przewężenie i obrabialność.
Stale o strukturze austenitycznej, a także inne stopy – głównie metali nieżelaznych – nie wykazujące przemian alotropowych, lecz charakteryzujące się zmienną rozpuszczalnością jednego ze składników w roztworze stałym, mogą być poddawane utwardzaniu wydzieleniowemu.
Oferujemy procesy, które stanowią połączone operacje technologiczne:
• przesycania
• starzenia
Przesycanie
Polega na nagrzaniu stopu do temperatury wyższej o ok. 30÷50°C od granicznej rozpuszczalności w celu rozpuszczenia wydzielanego składnika (w stalach najczęściej cementytu trzeciorzędowego) w roztworze stałym, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie szybkim chłodzeniu. W wyniku przesycania stop uzyskuje strukturę jednofazową.
W przypadku stali austenitycznych strukturę stanowi austenit przesycony węglem. Własności wytrzymałościowe stali po przesycaniu ulegają wprawdzie niewielkiemu zmniejszeniu, lecz zwiększają się własności plastyczne.
Starzenie
Polega na nagrzaniu stopu uprzednio przesyconego do temperatury niższej od granicznej rozpuszczalności, wygrzaniu w tej temperaturze i studzeniu. W czasie starzenia następuje wydzielanie w przesyconym roztworze stałym składnika znajdującego się w nadmiarze, w postaci faz o wysokiej dyspersji.
W niektórych przypadkach starzenie zachodzi z udziałem faz pośrednich oraz stref Guiniera - Prestona, będących kompleksami, w których segregują atomy rozpuszczone w sieci rozpuszczalnika.
Starzenie powoduje umocnienie, przejawiające się zwiększeniem właściwości wytrzymałościowych i zmniejszeniem właściwości plastycznych.
Gdy temperatura jest zbyt wysoka, występuje efekt przestarzenia, polegający na koagulacji wydzieleń i zaniku ich koherencji, co nie powoduje wzrostu twardości w stosunku do stanu przesyconego, a przeciwnie - wpływa na jej obniżenie.
Niekiedy starzenie przebiega już w temperaturze pokojowej, wówczas nosi nazwę starzenia samorzutnego.
Starzenie może być również procesem niepożądanym, np. w blachach do głębokiego tłoczenia oraz w stalach kotłowych, gdyż powoduje zmniejszenie własności plastycznych i wzrost kruchości.
Metoda obróbki cieplnej materiału polegająca najczęściej na nagrzaniu stali do określonej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i studzeniu w celu uzyskania struktur zbliżonych do stanu równowagi.
Wyróżniamy wyżarzanie rekrystalizujące, ujednoradniające, odprężające, zupełne, izotermiczne oraz sferoidyzujące.
W zakresie wyżarzania realizujemy zlecenia z całej gamy usług.