Obróbka cieplna

OBRÓBKA CIEPLNA

Jest to proces technologiczny mający na celu zmianę własności mechanicznych stopów w stanie stałym przez wywołanie w nich zmian strukturalnych zależących głównie od temperatury i czasu.


Laboratorium posiada odpowiednie zaplecze sprzętowe niezbędne do wykonywania obróbki cieplnej w siedzibie firmy jak i na obiektach u Klienta. Dysponujemy maszynami takich firm jak: LMS, Weldotherm, Sokoltherm.


Jeśli są Państwo zainteresowani współpracą zapraszamy do kontaktu:

+48 608 836 809

+48 532 402 721

 
 

Podstawowe czynniki klasyfikacji w metodach obróbki cieplnej

Obróbka cieplna złączy spawanych różni się w zależności od specyficznych warunków oraz ostatecznego celu, jaki stanowi osiągnięcie pożądanych właściwości stali i charakterystyki. Dziś rodzaj zastosowanej obróbki cieplnej możemy klasyfikować na podstawie szeregu kryteriów, m.in.:

  • temperatury panującej podczas procesu;
  • czasu trwania procesu;
  • sposobu chłodzenia;
  • sekwencji etapów;
  • celu obróbki.

Na podstawie tych czynników możemy wyróżnić kilka rodzajów obróbki cieplnej: podgrzewanie wstępne, wyżarzanie, stabilizowanie, hartowanie, przesycanie, odpuszczanie, ulepszanie cieplne. W NAFTO S.A. realizujemy kompleksowe usługi obróbki złączy spawanych. Chociaż naszą siedzibą jest miasto Kraków, podejmujemy się współprac z Klientami z Polski i innych krajów Unii Europejskiej. Poniżej prezentujemy krótką charakterystykę rodzajów obróbki cieplnej, jakie świadczymy w Laboratorium Badań Nieniszczących.

Obróbka cieplna spoin – podgrzewanie wstępne

Podgrzewanie wstępne to inaczej podgrzewanie do spawania. Polega ono na mniej bądź bardziej długotrwałym wystawieniu materiału na działanie ciepła w taki sposób, by osiągnął on wymaganą temperaturę. Głównym celem podgrzewania wstępnego do spawania jest przygotowanie materiału do właściwej obróbki w taki sposób, by zminimalizować ryzyko ewentualnych pęknięć spowodowanych późniejszym działaniem czynników, jakie wykorzystywane są w trakcie kolejnych procesów.

Obróbka cieplna – wyżarzanie

Wyżarzanie jest jednym z rodzajów obróbki cieplnej, który polega na nagrzaniu materiału do określonej temperatury, jego wytrzymaniu przez określony czas a następnie ochłodzeniu z określoną prędkością w celu utrzymania stanu równowagi w materiale. Odpowiednio przeprowadzone wyżarzanie powoduje redukcję naprężeń szczątkowych i zmian mikrostrukturalnych powstałych w wyniku procesu spawania.

Wyróżniamy kolejno:

  • wyżarzanie normalizujące – polegające na podgrzewaniu materiału do temperatury wyższej niż temperatura przemiany austenitycznej, a następnie chłodzeniu stali na powietrzu; stosowane w przypadku materiału stalowego o niskiej i średniej zawartości węgla;
  • wyżarzanie odprężające – celem zabiegu jest usunięcie naprężeń wewnętrznych będących wynikiem obróbki skrawaniem, walcowaniem czy hartowaniem; stal podgrzewana jest do temperatury poniżej przemiany austenitycznej, następnie podlega chłodzeniu;
  • wyżarzanie miękczące – jego celem jest uzyskanie struktury ferrytycznej z drobnymi węglikami, co prowadzi zaś do poprawy plastyczności oraz zmniejszenia twardości stopy; stosowane przeważnie w przypadku stali o wysokich zawartościach węgla;
  • wyżarzanie rekryształizacyjne – głównym powodem jego stosowania jest chęć przywrócenia plastyczności materiału poprzez wytworzenie nowych ziaren o regularnej strukturze; stosowane zazwyczaj w przypadku stali już po obróbce plastycznej (np. ciągnięciu, walcowaniu).

Obróbka cieplna – stabilizowanie

Stabilizowanie to z form wyżarzania, jednak w ramach tej metody obiekt rozgrzewany jest do niższej temperatury – od 100°C do 150°C. Proces ten pozwala zmniejszyć naprężenia własne materiału, co zapewnia jego stałość wymiarów w czasie użytkowania.

Obróbka cieplna – hartowanie

Hartowanie stanowi proces polegający na nagrzaniu obrabianego materiału do odpowiedniej temperatury (w przypadku większości gatunków stali węglowych oraz stopowych, waha się ona w granicach od 800°C do 930°C), wytrzymaniu tego materiału w obranej temperaturze w określonym czasie, następnie zaś schłodzenia hartowanego materiału za pomocą wody, olejów czy solanki. Głównym celem zabiegu jest zwiększenie twardości stali.

Wyróżniamy kilka metod hartowania stali:

  • hartowanie zwykłe – opierające się na szybkim schłodzeniu stali w wodzie, oleju bądź solance; stanowi najprostszą, a jednocześnie najpopularniejszą metodę hartowania, która umożliwia uzyskanie największej twardości dzięki zachodzącej przemianie martenzytycznej;
  • hartowanie stopniowe – polegające na szybkim podgrzaniu metalu do temperatury austenityzowania, następnie stopniowym schłodzeniu w powietrzu lub chłodziwie o niskiej temperaturze (np. w oleju); stosowane w celu uniknięcia naprężeń w wewnętrznych powłokach stali;
  • hartowanie izotermiczne – szybkie podgrzanie stali do temperatury hartowania, następnie przetrzymanie jej w kąpieli chłodzącej, gdzie temperatura jest nieco wyższą od temperatury początku przemiany martenzytycznej; metoda ta powoduje najmniejsze naprężenia oraz odkształcenia;
  • hartowanie powierzchniowe – zabieg polegający na nagrzaniu warstwy zewnętrznej przedmiotu do temperatury wyższej od temperatury hartowania danej stali, następnie na schłodzeniu tej warstwy z szybkością znacznie wyższą od krytycznej; pozwala na wyeliminowanie krzywienia się przy jednoczesnym zachowaniu gładkiej, nieutlenionej powierzchni.

Obróbka cieplna – przesycanie

Przesycanie to proces polegający na nagrzaniu stopu do temperatury około 50°C wyższej od granicznej rozpuszczalności, w celu rozpuszczenia wydzielonego składnika w roztworze stałym. Następnie jest on wygrzewany w tej temperaturze, po czym szybko chłodzony. W wyniku tego zabiegu, stop zyskuje jednofazową strukturę. Przesycanie dotyczy stali nierdzewnych oraz kwasoodpornych.

Obróbka cieplna – odpuszczanie

Odpuszczanie jest jedną z metod, której poddawana jest wcześniej zahartowana stal. Polega na grzaniu materiału do odpowiedniej temperatury (od 150°C do nawet 650°C). Głównym celem odpuszczania jest zniwelowanie naprężeń hartowniczych, a także wzmocnienie udarności danego materiału.

Obróbka cieplna – ulepszanie cieplne

Ulepszanie cieplne stanowi połączenie procesów takich jak hartowanie oraz odpuszczanie; zachodzi w niższej temperaturze niż hartowanie, przy zastosowaniu wolnego ochładzania stali. Proces ulepszania ma na celu zwiększenie parametrów materiału takich jak wytrzymałość na rozciąganie oraz odporności na pękanie. Metale ulepszone cieplnie wykorzystywane są zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym oraz maszynowym.

Obróbka cieplna złączy spawanych w NAFTO S.A. – korzyści płynące ze współpracy

Laboratorium Badań Nieniszczących NAFTO S.A. oferuje kompleksową obróbkę cieplną złączy spawanych. Każdy proces poprzedza dokładna analiza materiałowa oraz selekcja parametrów (właściwości fizycznych i chemicznych materiału), w celu dokładnej identyfikacji optymalnych warunków obróbki cieplnej. Następnie nasi eksperci opracowują dedykowane procedury metod obróbki cieplnej w celu poprawy właściwości materiałów. Dopiero po zakończeniu analizy i zaplanowaniu działań, zaczynamy stopniowo wdrażać ustalone założenia, stale monitorując przebieg obróbki cieplnej oraz kontrolując jego efekty.

Jako Klient możesz oczekiwać:

  • wysokich standardów jakości obrabianych materiałów;
  • opieki wykwalifikowanych specjalistów do spraw obróbki cieplnej;
  • efektów w postaci wzmocnionych materiałów o pożądanych właściwościach.

FAQ – PYTANIA I ODPOWIEDZI

Co wpływa na efekt procesu, jakim jest obróbka cieplna?

Na proces obróbki cieplnej wpływa szereg czynników, wśród których możemy wymienić rodzaj materiału, jego skład chemiczny, temperatura nagrzewania, tempo schładzania, a także historia mechaniczna obrabianego obiektu.

Czy obróbka cieplna jest bezpieczna dla poddawanych jej złączy oraz spoin?

Tak – jeżeli jest ona wykonywana przez specjalistę w danej dziedzinie. Nieprawidłowe obchodzenie się z materiałem może przyczynić się do pojawienia się nieprawidłowości bądź ich całkowitego zniszczenia.

Jakie materiały mogą zostać poddane obróbce cieplnej?

Obróbka cieplna może zostać przeprowadzona niemal na każdym metalu – w większości jest to jednak stal nierdzewna i narzędziowa, a także żeliwo czy metale żelazne. Obróbka cieplna może dotyczyć również aluminium, metali kolorowych, stopów miedzi czy tytanu.