Obróbka metali metodą wyżarzania

Celem obróbki cieplnej metali i stopów jest poprawa ich właściwości takich jak wytrzymałość i odporność. Jedną z technik takiej obróbki termicznej jest wyżarzanie wykorzystywane głównie w przypadku stopów żelaza z węglem, czyli stali. Wyżarzanie jest procesem wszechstronnie stosowanym przy wytwarzaniu stalowych konstrukcji i produktów w przemyśle i budownictwie.

Jak przebiega wyżarzanie?

W procesie wyżarzania materiał jest nagrzewany do określonej temperatury, utrzymywany w niej przez jakiś czas, a następnie stopniowo studzony. Jeśli chodzi o szybkość chłodzenia, uzależniona jest ona od tego, w jakim zakresie temperatury stal była wygrzewana – czy w temperaturze wyższej od temperatury przemian, czy niższej. W przypadku pierwszym stosowane jest wolniejsze chłodzenie, w drugim natomiast jego tempo jest dowolne, ponieważ nie mamy tu do czynienia z przemianami fazowymi.

Rodzaje wyżarzania

Wygrzanie materiału powyżej temperatur krytycznych występuje w przypadku wyżarzania normalizującego oraz zmiękczającego. W przypadku wyżarzania normalizującego, czyli normalizowania stal jest nagrzewana do temperatury 30-50°C powyżej temperatury linii GSE, a później studzona w powietrzu. W efekcie tego rodzaju obróbki metali uzyskuje się drobnoziarnistą strukturę materiału i co za tym idzie – jego lepsze właściwości mechaniczne. Z kolej wyżarzanie zmiękczające wykonywane jest w okolicach punktu A1 (w temperaturze ok. 700°C-900°C), jego celem jest zredukowanie twardości stali i otrzymanie miękkiego materiału, łatwo poddającego się skrawaniu. Wyżarzania z wygrzaniem poniżej temperatur krytycznych to: odpuszczające dla stali hartowanej oraz odprężające. Odpuszczanie jest procesem polegającym na nagrzaniu hartowanej stali do temperatury poniżej Ac1, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie chłodzeniu. W zależności od wysokości zastosowanej temperatury wyróżniamy odpuszczanie niskie, średnie i wysokie. Wyżarzanie odprężające nie zmienia struktury stali, a służy jedynie redukcji naprężeń materiału powstałych po jego obróbce na zimno. Materiał jest nagrzewany do temperatury niższej od Ac1, wygrzany w niej i powoli studzony. Inne wykonywane rodzaje wyżarzania to m.in. ujednorodniające, rekrystalizujące, starzące.

Efekty procesu

Jak wylicza nasz ekspert z P.P.H.U. GŁOWACKI i S-KA, w zależności od rodzaju zastosowanego wyżarzania otrzymujemy takie efekty jak: poprawa właściwości mechanicznych, większa podatność na obróbkę, przygotowanie do formowania na zimno, zredukowanie naprężeń po uprzedniej obróbce, przywrócenie stanu wyjściowego materiału.