Wady i kontrola w procesie obróbki cieplnej

Stal zazwyczaj poddawana jest obróbce na gorąco i obróbce cieplnej w celu uzyskania wyższej wytrzymałości i ciągliwości lub innych specjalnych właściwości.

Jednakże, jeśli temperatura nagrzewania jest zbyt wysoka, może to zamiast tego prowadzić do pogorszenia właściwości mechanicznych stali, a nawet do złomowania materiału.

Zjawisko przegrzania

Ogólne przegrzanie: Gdy temperatura nagrzewania jest zbyt wysoka lub czas wygrzewania w wysokiej temperaturze jest zbyt długi, powodując zgrubienie ziarna austenitu, nazywa się to przegrzaniem.

Zgrubiałe ziarno austenitu może zmniejszyć wytrzymałość i ciągliwość stali, podnieść temperaturę kruchego przejścia i zwiększyć tendencję do odkształceń i pękania podczas hartowania.

Przyczynami przegrzania są zazwyczaj awarie przyrządów pomiarowych temperatury pieca lub niewłaściwe mieszanie (często z powodu braku wiedzy procesowej). Przegrzane struktury można udoskonalić przez wyżarzanie, normalizowanie lub wielokrotne hartowanie w wysokiej temperaturze, a w normalnych okolicznościach ponowna austenizacja może udoskonalić ziarno.

Dziedziczenie pęknięć: Stal z przegrzanymi strukturami, nawet po ponownym nagrzaniu i hartowaniu, może mieć udoskonalone ziarno austenitu, ale nadal mogą pojawiać się duże ziarniste pęknięcia.

Istnieje znaczna debata teoretyczna na temat pochodzenia dziedziczenia pęknięć. Ogólnie uważa się, że nadmierne nagrzewanie rozpuszcza zanieczyszczenia, takie jak MnS, w austenicie i powoduje ich koncentrację na granicach ziaren.

Podczas chłodzenia wtrącenia te wytrącają się wzdłuż granic ziaren, co ułatwia powstawanie pęknięć wzdłuż zgrubiałych granic ziaren austenitu pod wpływem uderzenia.

Dziedziczenie zgrubiałej struktury: W przypadku części stalowych o zgrubiałej strukturze martenzytu, bainitu lub perlitu, po ponownej austenizacji i powolnym nagrzewaniu do konwencjonalnej temperatury hartowania lub nawet nieco niższej, ziarno austenitu pozostaje zgrubiałe. Zjawisko to nazywa się dziedziczeniem strukturalnym.

Aby wyeliminować dziedziczenie zgrubiałych struktur, można zastosować wyżarzanie pośrednie lub wielokrotne hartowanie w wysokiej temperaturze.