Účel kalení
Účelem kalení je vždy zvýšit pevnost oceli nebo její mechanickou odolnost. V některých případech to může být nutné pro určité aplikace, pokud nelze dosáhnout tvrdosti, které lze dosáhnout výběrem vhodné slitiny oceli.
Skrz kalení
Vytvrzováním se rozumí strukturální změna v oceli pro větší pevnost, která se táhne po celém průřezu obrobku. To nemusí být nutně případ jiných procesů kalení. U takzvaného případu kalení není ocel kalena skrz, ale je kalen pouze povrch oceli.
Hlavní procesy kalení
Kromě cementování, což je speciální forma kalení, existují některé další důležité procesy kalení:
- Transformační kalení
- Kalení práce
- Srážení kalením
Transformační kalení
Proces transformačního kalení je nejdůležitější a nejčastěji používanou formou kalení oceli, který spočívá v přeměně feritického železa na jinou strukturu, konkrétně na austenitické železo.
Proces kalení transformací
Proces přeměny je chemicky velmi složitý. Na konci procesu se v železe stále více vytváří takzvaný martenzit (speciální struktura s vysokou pevností) díky vyššímu množství volně dostupného uhlíku.
Tvorbu martenzitu lze regulovat pomocí teplotního rozdílu (teploty chlazení). Čím nižší je teplota chlazení a čím vyšší je rychlost chlazení, tím více se tvoří martenzit a tím tvrdší je ocel po dokončení vytvrzování. Používají se různá chladicí média:
- voda
- olej
- vzduch
- čisté plyny
Požadavky na kalitelnost
Obsah uhlíku ve třídě oceli určuje, jak dobře lze ocel kalit. Proto musí být nelegované oceli s nízkým obsahem uhlíku nejprve nauhličeny (jak je popsáno v případě oceli s kalením). Úroveň chromu v oceli naopak určuje, jak hluboko lze obrobek kalit. Čím vyšší je obsah chromu, tím lepší je kalitelnost.
Kalení práce
Kalení práce je proces, který relativně méně ovlivňuje tvrdost oceli. Když se ocel deformuje určitými metodami, mění se její dislokační hustota. Je pak obtížnější deformovat se a zvýšit pevnost. Jeho elastická mez se také zvyšuje. Taková předběžná deformace může být provedena například válcováním oceli.
Srážení kalením
Srážecí srážení funguje pouze za určitých podmínek a ne u všech slitin. Aby mohl být tento typ kalení proveden, musí mít slitinové kovy určité vlastnosti.
metoda
Nejprve se slitina zahřeje do takové míry, že plánované srážecí prvky přejdou do roztoku. Teplota nesmí být ani příliš vysoká, ani příliš nízká, aby nebyl ohrožen výsledek vytvrzení nebo soudržnost slitiny. Pak se uhasí a struktura uvnitř se změní. Dříve oddělené prvky jsou nyní jemně rozloženy v kovu a zabraňují pohybu dislokací. Tím se zvyšuje pevnost kovu.
tipy a triky
Po vytvrzení musí být ocel popuštěna. Popouštění se zahřívá na určitou teplotu, aby se ocel po vytvrzení zbavila vnitřních napětí. V závislosti na teplotě popouštění také mění vlastnosti oceli. Příliš vysoké teploty vedou ke ztrátě houževnatosti oceli.
