Stal to jeden z najbardziej rozpowszechnionych materiałów, z którego wykonywane są konstrukcje i różne elementy. Choć posiada ona bardzo dobre właściwości plastyczne i mechaniczne, niekiedy zachodzi potrzeba ich udoskonalenia. Jedną z metod jest obróbka cieplna stali, czyli poddanie jej wysokim temperaturom oraz odpuszczanie, by usunąć naprężenia powstałe w procesie hartowania. Procesowi ulepszania cieplnego poddaje się stale średnio węglowe, a otrzymana w taki sposób stal konstrukcyjna nadaje się do elementów narażonych na duże obciążenia. Co to jest ulepszanie cieplne stali?
Ulepszanie cieplne – na czym polega?
Stal na wały korbowe czy stal na osie musi posiadać znacznie lepsze parametry niż zwykła. Jej granica plastyczności oraz sprężystość powinny być większe, stal do ulepszania cieplnego o dobrej ciągliwości musi posiadać także dobrą hartowność i wytrzymałość. Materiał taki poddawany jest obróbce cieplnej, czyli podgrzewaniu do określonej temperatury a następnie chłodzeniu. Procesy te zachodzą w dokładnie określonym czasie, czasami stal poddawana jest w ich trakcie dodatkowej obróbce chemicznej. Dzięki temu zmienia się skład chemiczny surowca, tak powstaje na przykład mająca szerokie zastosowanie stal chromowa lub stal Cr Mo Ni, czyli chromowo niklowa z dodatkiem molibdenu.
Stale ulepszane cieplnie – jakie parametry są istotne?
Stale ulepszane cieplnie powinny przede wszystkim mieć dobra hartowność. Hartowanie to proces gwałtowne chłodzenie stali w niskiej temperaturze, w wyniku czego po ulepszaniu cieplnym wytwarza się martenzyt. Stale niestopowe mają niską hartowność, natomiast wysokostopowe – dużą. Wpływ na hartowanie ma także wielkość ziaren austenitu – im są one większe, tym lepsza hartowność stali. Parametr ten zależy także od jakości materiału – im bardziej jest on czysty, tym lepsza hartowność. Istotnym parametrem jest także utwardzalność. Stal utwardzona może osiągnąć maksymalną twardość jej dalsza obróbka nie poprawi tego parametru.
Stale do ulepszania cieplnego – zastosowanie
Stal ulepszana cieplnie stosowana jest w bardzo wielu gałęziach przemysłu. W zależności od parametrów oraz przeznaczenia, do określonych funkcji powinniśmy dobrać nie tylko odpowiednią stal, ale także czas i metodę jej obróbki. Stale chromowe wykorzystywane są jako części maszyn, koła zębate czy łączniki rur, jest jednak trudno spawalna. Stal 40 HM ze względu na bardzo dobrą odporność na pękanie i rozciąganie jest stosowana w przemyśle naftowym. Z kolei odporna na ścieranie stal konstrukcyjna 35HGS wykorzystywana jest do produkcji elementów pracujących pod dużym obciążeniem, podobnie jak stal jakościowa niestopowa C45.
