Toplinska obrada

Peć za toplinsku obradu na 980 °C.
Čelični lijev nakon 12 sati toplinske obrade na temperaturi od 1 200 °C (Goodwin Steel Castings Ltd. - Ujedinjeno kraljevstvo).
Dijagram kontinuiranog hlađenja ili CCT dijagram za čelik prikazuje uvjete za stvaranje martenzita.
Dijagram izotermne pretvorbe ili izotermni TTT dijagram (engl. Time-temperature transformation) za čelik.
Krivulja hlađenja čistog željeza.
Razne vrste toplinske obrade čelika.
Kaljeni čelik nakon popuštanja. Različite boje pokazuju temperature na koje je čelik bio zagrijan. Svijetlo žuta boja na lijevoj strani prikazuje temperaturu od 204 °C, a svijetlo plava boja na desnoj strani pokazuje temperaturu od 337 °C.
Kopija revolvera Colt 1873, na kojoj se vide boje od otvrdnjavanja površine čelika.
Različito otvrdnjavanje japanskog samurajskog mača katane. Svijetle valovite linije (nioi) odvajaju martenzitne krajeve od perlitne osnove.
Postupak toplinske obrade precipitacijskog očvršćivanja.

Toplinska obrada je postupak djelovanja temperature na materijal u svrhu mijenjanja njegove mikrostrukture i time mijenjanja njegovih svojstava. Toplinski se obrađuju najčešće čelici, ali nerijetko i drugi metali, te keramike (staklo). Najčešći razlozi za toplinsku obradu čelika su očvršćivanje (povećanje mehaničkih svojstava, posebno vlačne čvrstoće), povećanje žilavosti, povećanje duktilnosti i mogućnosti preoblikovanja, smanjenje unutrašnjih naprezanja, priprema za obradu rezanjem.

Toplinska se obrada obavlja:

  • prije oblikovanja komada plastičnom deformacijom i odvajanjem strugotine, da bi metal omekšao,
  • poslije oblikovanja komada, da bi se uklonila zaostala naprezanja,
  • završno, za postizanje konačne čvrstoće i tvrdoće proizvoda.

Toplinska obradba čelika temelji se na eutektoidnoj reakciji raspada austenita na ferit i cementit. Ovisno o postupku toplinske obradbe mijenjaju se način raspada austenita, odnosno fizička i mehanička svojstva čelika. Zbog toga svaka toplinska obradba zahtijeva najprije dobivanje austenita. Austenitizacija se sastoji u dobivanju homogenog austenita zagrijavanjem čelika na temperaturu malo iznad linije A1 kod eutektoidnog sastava ili A3 kod podeutektoidnog i Acm kod nadeutektoidnog sastava. Temperatura austenitizacije može se sniziti dodatkom legirajućih elemenata, kao što su mangan ili nikal. Ostale toplinske obradbe služe uglavnom za uklanjanje posljedica hladne deformacije i dobivanje mekše strukture.[1]

  1. [1]Arhivirana inačica izvorne stranice od 4. srpnja 2014. (Wayback Machine) "Fizikalna metalurgija I", dr.sc. Tanja Matković, dr.sc. Prosper Matković, www.simet.unizg.hr, 2011.

Developed by StudentB