Hledejte v chronologicky řazené databázi studijních materiálů (starší / novější příspěvky).

3.6.8.1 ŽÍHÁNÍ OCELÍ

1. Rekrystalizační žíhání

Slouží k odstranění deformovaných zrn a zpevnění způsobeného tvářením za studena za současného vzniku nových zrn bez znaků předchozí deformace a k obnovení plastické deformace
Používá se jako mezioperační žíhání během tváření za studena, obvykle u oceli s nízkým obsahem uhlíku
Jedná se o ohřev nad rekrystalizační teplotu (550 až 700 °C)
Výdrž na teplotě v závislosti na zpracovávaném polotovaru a technologickém zařízení od desítek sekund až několik hodin
Rychlost ochlazování není rozhodující

Teplota rekrystalizačního žíhání se volí v závislosti na stupni předchozí deformace a na původní požadované velikosti zrna (čím větší je stupeň předchozí deformace , tím nižší je rekrystalizační teplota, aby nedošlo k oxidaci povrchu -> žíhá se v ochranné atmosféře)

Při rekrystalizaci jde o regeneraci (obnovení, zotavení) deformovaných zrn beze změny krystalografické mřížky
U překrystalizace dochází ke změnám v krystalografické mřížce

Při malé deformaci oceli za studena s redukcí průřezu (zmenšení průřezu) o 5 až 10 % vede rekrystalizační žíhání zpravidla k nežádoucímu zhrubnutí zrna
- Pro obnovení původních tvárných vlastností použijeme normalizačního žíhání

V případech vícenásobného rekrystalizačního žíhání za sebou musíme musíme po určitém počtu cyklů použít normalizační žíhání
- S každým rekrystalizačním žíhání se zjemňuje zrno
- Klesne-li velikost zrna pod určitou hodnotu, zhorší se značně tvárnost oceli za studena
- Jev se vyskytuje např. u hlubokého tažení na více tahů (např. při výrobě ocelových nábojnic)


2. Žíhání k snížení pnutí

Použití: Ke snížení vnitřního pnutí, které vzniká např. při:
- Svařování
- Obrábění
- Tváření za tepla při dokončovacích teplotách v oblasti Ac3 a Ac1, po nerovnoměrném rychlém ochlazování na vzduchu

Ohřev je na teplotu 500 až 650 °C
Výdrž na teplotě je 1 až 10 hodin, podle velikosti a tvaru součásti
Pomalé chlazení v peci do teplot 250 až 300 °C
Dochlazuje se na vzduchu
Vzhledem k požadavku rovnoměrného je účelné použít pec s nucenou cirkulací atmosféry


3. Žíhání na měkko

Použití:Zejména u nástrojových a u některých konstrukčních legovaných ocelí
Účelem je dosažení nejnižší možné tvrdosti struktury, převážně s globulárními karbidy

a) Žíhání podeuktoidních ocelí

Ohřev na teplotu těsně pod Ac1
Dlouhodobá výdrž na teplotě (2 až 8 hodin i více dle druhu oceli)
Pomalé ochlazování v peci na teploty v rozmezí 450 až 550 °C s rychlostí ochlazování zpravidla menší než 50°C/hod
Dochlazuje se na vzduchu, pokud není požadavek na snížení vnitřních pnutí

Při žíhací teplotě se působením povrchového napětí lamely cementitu, popř. i jiných karbidů sbalí do kuliček -> Dostáváme globulární (zrnitý) perlit, který se vyznačuje:
- Dobrá obrobitelnost
- Výhodnost pro kalení, neboť usnadňuje před kalením dokonalé rozpuštění cementitu a vůbec karbidů v austenitu při ohřevu nad teplotu Ac3, popř. Ac1 -> Získá se homogenní austenit

b) Žíhání nadeutektoidních a některých legovaných ocelí s větším množstvím karbidů
Žíhá se při teplotě těsně nad Ac1 nebo těsně při teplotě Ac1
Částečná překrystalizace urychlí vytvoření globulárního cementitu
Rychlost ochlazování bývá nižší


4. Normalizační žíhání

Záleží v ohřevu na teplotě o 30 až 50°C vyšší než Ac3, popř Acm
Při dostatečně dlouhé výdrži na teplotě se dosáhne homogenního austenit
Ochlazování probíhá na klidném vzduchu
Vznikne poměrně jemnozrnná struktura s vyšší pevností
U tenkých součástí se může ve struktuře vyskytnout i bainit, popř. i martenzit
Tímto žíháním odstraníme nerovnosti struktury vzniklé předchozím tvářením při teplotách pod Ac3 nebo za studena, popř. litím (u odlitků)
Použití:Téměř vždy u výkovků a odlitků
Ochlazováním na vzduchu většinou vede ke vzniku vnitřních pnutí (nežádoucí u složitých výkovků a odlitků)
Rychlé ochlazování na vzduchu se provádí jen v oblasti rozpadu austenitu, tj. asi do 650°C
Další ochlazování probíhá již v peci


a) Základní žíhání

Probíhá za stejných podmínek jako žíhání normalizační, jen s tím rozdílem, že ochlazování se děje pomalu v peci rychlostí pod 200°C/hod, popř. jen kolem 50°C/hod u legovaných ocelí

U odlitků se volí ohřev o 80 °C nebo i více nad Ac3 -> Dosáhne:
- Zlepšení obrobitelnosti a tvárnosti
- Snížení tvrdosti a vnitřních pnutí

V důsledku pomalého ochlazování při přechodu přes překrystalizační interval je výsledná struktura hrubozrnější


b) Normalizační žíhání u vysokopevnostních ocelí

Lze získat jemné feritické zrno
Provádí se po skončení válcování

Postup:
- Vývalky ohřejeme nad teplotu A3 (do dolní oblasti austenitu)
- Po žíhání následuje pomalé ochlazování na vzduchu

K docílení jemnějšího zrna se přidává hliník, který ve formě nitridů blokuje růst austenitických zrn
- Současně přispívá k odolnosti proti stárnutí
- Místo hliníku můžeme použít titan nebo niob

U ocelí legovaných vanadem se projevuje i zpevnění, které je provázáno poklesem houževnatosti
Toto řízené válcování velikosti zrna však zvyšuje výrobní náklady, protože je výrobně obtížnější, přesto ekonomičtější


c) Žíhání s částečnou austenitizací

Ohřev na teplotu mezi Ac1 a Ac3
Výdrž na této teplotě k dosažení směsi austenitu a feritu
Ochlazování na klidném vzduchu nebo v peci
Dosáhne se částečného vyrovnání chemického složení v důsledku rozdílné difuzní rychlosti některých slitinových prvků v austenitu a ve feritu -> Zvýšení houževnatosti


5. Izotermické žíhání

Slouží ke stejnému účelu jako žíhání základní či na měkko
Hospodárnější, protože jsou kratší žíhací doby
Austenitizační teplota je těsně nad Ac3, popř Ac1
Krátká vydrž na teplotě, aby vzniklé austenitické zrno bylo co nejmenší -> nejkratší časy izotermického rozpadu
Volbou teploty izotermického rozpadu austenitu zároveň určujeme výslednou strukturu -> hrubost vzniklého perlitu
Velmi důležitá je rychlost ochlazování na teplotu izotermického rozpadu
Čím více se bude postup lišit od izotermického průběhu, tím více se bude skutečný průběh blížit k anizotermickému rozpadu, včetně značného posunu počátku rozpadu k delším časům a k podstatně delším dobám vůbec
Pro úplné využití výhod je nutné, aby co nejvíc odpovídalo izotermickému procesu, protože čistě izotermický pochod je velmi obtížný, jsou zpravidla doby rozpadu až o 200% delší než odpovídá diagramu IRA
Nehodí se pro výše legované oceli
Použití:Střední velikost součástí z nelegovaných a hlavně nízkolegovaných ocelí

Žádné komentáře:

Okomentovat