Hartowanie i odpuszczanie czyli ulepszanie cieplne – twardość, która pracuje
Hartowanie to najbardziej znany proces obróbki cieplnej. Polega na nagrzaniu stali do odpowiedniej temperatury, a następnie szybkim schłodzeniu – najczęściej w oleju, wodzie lub powietrzu. Efektem jest powstanie twardej, odpornej struktury – martenzytu. Jednak sama twardość to nie wszystko. Po hartowaniu stal jest krucha, dlatego niemal zawsze przeprowadza się odpuszczanie, które redukuje naprężenia wewnętrzne i poprawia plastyczność. W przypadku ulepszania cieplnego, hartowanie łączy się z odpuszczaniem w sposób kontrolowany – tak, aby uzyskać optymalne połączenie wytrzymałości i ciągliwości.
Możemy wyróżnić następujące rodzaje hartowania (wg PN-93/H-01200):
- martenzytyczne
Uzyskujemy strukturę martenzytu zwiększającą twardość i wytrzymałość, ale wprowadzającą naprężenia wewnętrzne i kruchość, dlatego wymaga odpuszczania. Stosowane w narzędziach, elementach maszyn i stali martenzytycznych nierdzewnych do uzyskania wysokiej twardości i odporności na zużycie.
- bainityczne
Uzyskujemy stabilną strukturę bainityczną o mniejszej twardości niż w przypadku struktury martenzytycznej, ale również mniejszych naprężeniach wewnętrznych i lepszej udarności, bez potrzeby odpuszczania. Stosowany w narzędziach, sprężynach i elementach maszyn wymagających wytrzymałości i plastyczności.
- objętościowe
Prowadzi do przemiany martenzytycznej lub bainitycznej w całym przekroju hartowanego elementu.
- powierzchniowe
Zmiana struktury dotyczy tylko powierzchni hartowanego elementu. Nie wywołuje dużych naprężeń i odkształceń cieplnych.
Odpuszczanie to proces obróbki cieplnej stali zahartowanej, polegający na nagrzaniu do temperatury niższej niż w przypadku hartowania, wygrzaniu przez określony czas i kontrolowanym chłodzeniu. Celem jest redukcja naprężeń wewnętrznych, zwiększenie plastyczności i udarności kosztem nieznacznego spadku twardości. Proces ten niekiedy jest stosowany również do stali po normalizowaniu.
