Dnes sdílíme komplexní přehled pojmů souvisejících s vlastnostmi zpracování kovových materiálů.
1. Slévatelnost (tvarovatelnost)
To se týká schopnosti kovového materiálu produkovat kvalifikovaný odlitek za použití metod odlévání. Slévatelnost zahrnuje především tekutost, smršťování a segregaci. Tekutost se týká schopnosti roztaveného kovu plnit formu; smrštění označuje stupeň objemového smrštění během tuhnutí; a segregace se týká nerovnoměrnosti vnitřního chemického složení a struktury kovu způsobené rozdíly v načasování krystalizace během ochlazování a tuhnutí.
2. Kujnost
To se týká schopnosti kovového materiálu měnit tvar bez praskání během tlakového zpracování. Zahrnuje schopnost provádět procesy kování, válcování, protahování a vytlačování za tepla nebo za studena. Kvalita kujnosti souvisí především s chemickým složením kovového materiálu.
3. Obrobitelnost (obrobitelnost, obrobitelnost)
To se vztahuje na snadnost, s jakou lze kovový materiál obrábět na kvalifikovaný obrobek pomocí řezného nástroje. Obrobitelnost se běžně měří drsností povrchu obráběného obrobku, povolenou řeznou rychlostí a stupněm opotřebení nástroje. Souvisí s mnoha faktory, jako je chemické složení, mechanické vlastnosti, tepelná vodivost a stupeň mechanického zpevnění kovového materiálu. Tvrdost a houževnatost se obvykle používají jako hrubý ukazatel obrobitelnosti. Obecně řečeno, čím vyšší je tvrdost kovového materiálu, tím obtížnější je jeho řezání; i když tvrdost není vysoká, pokud je houževnatost velká, řezání je stále obtížné.
4. Svařitelnost (svařitelnost)
To se týká přizpůsobivosti kovového materiálu svařovacím procesům. Vztahuje se především na snadnost, s jakou lze za určitých podmínek procesu svařování-dosáhnout vysoce kvalitního svarového spoje. Zahrnuje dva aspekty: za prvé, výkon lepení, to znamená citlivost určitého kovu na vytváření defektů svařování za určitých podmínek procesu svařování; a za druhé, provozní výkonnost, to znamená vhodnost určitého kovového svarového spoje pro provozní požadavky za určitých podmínek procesu svařování.
5. Tepelné zpracování
(1) Žíhání: Jedná se o proces tepelného zpracování, při kterém se kovový materiál zahřeje na vhodnou teplotu, udržuje se po určitou dobu a poté se pomalu ochladí. Mezi běžné procesy žíhání patří: rekrystalizační žíhání, žíhání-odlehčení napětí, sféroidizační žíhání a úplné žíhání. Žíhání má za cíl snížit tvrdost kovových materiálů, zlepšit jejich plasticitu pro usnadnění obrábění nebo tlakového zpracování, snížit zbytkové pnutí, zlepšit homogenizaci mikrostruktury a složení nebo připravit mikrostrukturu pro následné tepelné zpracování.
(2) Normalizace: Týká se procesu tepelného zpracování při zahřívání oceli nebo ocelových dílů na 30 stupňů -50 stupňů nad Ac3 nebo Acm (horní kritický bod teploty oceli), udržování po vhodnou dobu a poté ochlazení na klidném vzduchu. Účelem normalizace je především zlepšení mechanických vlastností nízkouhlíkové oceli, zlepšení obrobitelnosti, zjemnění zrn a odstranění mikrostrukturních defektů, čímž se připraví mikrostruktura pro následné tepelné zpracování.
(3) Kalení: Týká se procesu tepelného zpracování zahřívání ocelových dílů na teplotu vyšší než Ac3 nebo Ac1 (spodní kritická teplota oceli), udržování po určitou dobu a poté ochlazování vhodnou rychlostí, aby se získala martenzitická (nebo bainitická) mikrostruktura. Běžné procesy kalení zahrnují kalení v solné lázni, martenzitické stupňované kalení, bainitické izotermické kalení, povrchové kalení a lokální kalení. Účelem kalení je získat požadovanou martenzitickou strukturu ocelových dílů, zlepšit tvrdost, pevnost a odolnost obrobku proti opotřebení a připravit mikrostrukturu pro následné tepelné zpracování.
(4) Temperování: Týká se procesu tepelného zpracování, při kterém jsou ocelové díly vytvrzeny, poté zahřáty na teplotu pod Ac1, udržovány po určitou dobu a poté ochlazeny na pokojovou teplotu. Mezi běžné procesy popouštění patří nízko-popouštění, střední-popouštění, vysoko-popouštění a vícenásobné temperování. Účelem popouštění je především eliminovat pnutí vznikající při kalení, aby ocelové díly měly vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení a také požadovanou plasticitu a houževnatost.
(5) Kalení a popouštění: Jedná se o proces kombinovaného tepelného zpracování kalení a popouštění oceli nebo ocelových dílů. Ocel používaná pro kalení a popouštění se nazývá kalená a popouštěná ocel. Obecně se jedná o středně-uhlíkovou konstrukční ocel a středně-uhlíkovou legovanou konstrukční ocel.
(6) Chemické tepelné zpracování: Jedná se o proces tepelného zpracování, při kterém jsou kovové nebo slitinové obrobky umístěny do aktivního média při určité teplotě a udržovány tak, aby umožnily jednomu nebo více prvkům proniknout do jejich povrchové vrstvy, čímž se změní jejich chemické složení, mikrostruktura a vlastnosti. Běžné procesy chemického tepelného zpracování zahrnují nauhličování, nitridaci, karbonitridaci, hliníkování a borování. Účelem chemického tepelného zpracování je především zlepšit tvrdost povrchu, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, únavovou pevnost a odolnost proti oxidaci ocelových dílů.
(7) Úprava roztokem: Jedná se o proces tepelného zpracování, při kterém je slitina zahřátá na vysokou-jednofázovou{2}}fázovou oblast a udržována na konstantní teplotě, aby se přebytečná fáze zcela rozpustila v tuhém roztoku, následuje rychlé ochlazení, aby se získal přesycený pevný roztok. Účelem roztokové úpravy je především zlepšení plasticity a houževnatosti oceli a slitin a příprava na precipitační kalení.
(8) Precipitační zpevnění (precipitační zpevnění): To se týká procesu tepelného zpracování, při kterém se atomy rozpuštěné látky v přesyceném tuhém roztoku aglomerují a/nebo vysrážejí a dispergují do matrice, což vede k vytvrzení. Například austenitická precipitační-kalení nerezové oceli po zpracování v roztoku nebo zpracování za studena může dosáhnout velmi vysoké pevnosti podrobením precipitačnímu kalení při 400 stupních -500 stupních nebo 700 stupních -800 stupních . (9) Zpracování stárnutím: Týká se procesu tepelného zpracování, při kterém se vlastnosti, tvar a rozměry obrobku ze slitiny mění v průběhu času po zpracování v roztoku, plastické deformaci za studena, odlévání nebo kování, po kterém následuje umístění při vyšší teplotě nebo udržování při pokojové teplotě. Pokud se obrobek zahřeje na vyšší teplotu a stárne po delší dobu, nazývá se to umělé stárnutí. Pokud je obrobek umístěn při pokojové teplotě nebo v přirozených podmínkách po dlouhou dobu, nazývá se jev stárnutí přirozeným stárnutím. Účelem ošetření stárnutím je odstranit vnitřní pnutí v obrobku, stabilizovat jeho mikrostrukturu a rozměry a zlepšit jeho mechanické vlastnosti.
(10) Kalitelnost: Týká se charakteristik, které určují hloubku kalení a distribuci tvrdosti oceli za specifikovaných podmínek. Prokalitelnost oceli se často vyjadřuje hloubkou kalené vrstvy. Čím větší je hloubka kalené vrstvy, tím lepší je prokalitelnost oceli. Prokalitelnost oceli závisí především na jejím chemickém složení, zejména na přítomnosti legujících prvků, které zvyšují prokalitelnost, zrnitosti, teplotě ohřevu a době výdrže. Ocel s dobrou prokalitelností umožňuje rovnoměrné mechanické vlastnosti v celém průřezu- ocelové součásti a umožňuje použití kalících činidel s nízkým kalicím napětím, čímž se snižuje deformace a praskání.
(11) Kritický průměr (kritický průměr kalitelnosti): Kritický průměr se vztahuje k maximálnímu průměru oceli po kalení v určitém médiu, při kterém jádro získá kompletní martenzit nebo 50% martenzitovou strukturu. Kritický průměr některých ocelí lze obecně získat zkouškami prokalitelnosti v oleji nebo vodě.
(12) Sekundární kalení: Některé železné-uhlíkové slitiny (například rychlořezná ocel{2}} vyžadují vícenásobné temperovací procesy, aby se dále zvýšila jejich tvrdost. Tento jev kalení se nazývá sekundární kalení, které je způsobeno precipitací speciálních karbidů a/nebo jejich účastí na přeměně austenitu na martenzit nebo bainit.
(13) Popouštěcí křehkost: Týká se jevu křehnutí kalené oceli po popouštění v určitých teplotních rozsazích nebo pomalém ochlazování z popouštěcí teploty přes tento teplotní rozsah. Popouštěcí křehkost lze rozdělit na první-typ popouštěcí křehkosti a druhý-typ popouštěcí křehkosti. První typ popouštěcího zkřehnutí, také známý jako nevratné popouštěcí zkřehnutí, se vyskytuje hlavně při popouštěcích teplotách mezi 250 stupni a 400 stupni. Po opětovném zahřátí křehnutí zmizí a opakované popouštění v tomto rozsahu nevede k opětovnému zkřehnutí. Druhý typ popouštěcího zkřehnutí, také známý jako reverzibilní popouštěcí zkřehnutí, nastává při teplotách mezi 400 stupni a 650 stupni. Po opětovném zahřátí křehnutí zmizí a teplota by měla být rychle ochlazena. Dlouhodobé vystavení nebo pomalé ochlazování v rozsahu 400 až 650 stupňů způsobí katalytický re{15}}výskyt. Výskyt popouštěcí křehkosti souvisí s legujícími prvky v oceli. Například mangan, chrom, křemík a nikl mají tendenci způsobovat popouštěcí křehkost, zatímco molybden a wolfram mají tendenci tuto tendenci snižovat.
