kontaktAktualności » Odprężanie i normalizacja
Jak wiadomo, ruchliwość atomów, szybkość ich poruszania, zależą od temperatury. W wyniku podgrzania metalu zwiększa się więc ruchliwość atomów, ułatwiony jest ich ruch wewnątrz kryształów i przemieszczanie się z jednego kryształu do drugiego w wyniku czego ziarna ulegają „odbudowaniu", powracają do prawidłowej, niezniekształconej siatki krystalicznej a nawet mogą rosnąć kosztem innych, bardziej zniekształconych. Proces ten nazywamy rekrystalizacją. Dla każdego metalu i stopu początek odbudowy i wzrostu ziaren, to jest początek procesu rekrystalizacji związany jest z odpowiednią temperaturą, którą nazywa się temperaturą początku rekrystalizacji.
Zależność między temperaturą topnienia czystych metali i temperaturą początku rekrystalizacji określił A.A. Boczwar. Ustalił on, że temperatura rekrystalizacji stanowi w przybliżeniu 1/4 temperatury topnienia (mierzonej wg skali absolutnej).
Poniżej podano temperatury początku rekrystalizacji niektórych metali w°C:
- Cyna - 80
- Ołów - 30
- Cynk 0
- Aluminium + 100
- Miedź + 280
- Żelazo + 450
- Nikiel + 530
Z praktyki wiadomo, że łatwotopliwe metale - cyna, ołów, cynk - nie poddają się umocnieniu - podczas obróbki mechanicznej nie utwardzają się. Dzieje się tak dlatego, że ich rekrystalizacja zachodzi w temperaturze niższej od pokojowej.
Przytoczone wyżej temperatury odnoszą się do początku rekrystalizacji i przy tych temperaturach proces przebiega bardzo wolno. Zazwyczaj do wyżarzania metali stosuje się wyższe temperatury. Zwiększenie temperatury wyżarzania w niewielkich przedziałach ma znaczący wpływ na proces rekrystalizacji - proces zostaje przyspieszony, tworzy się równomierna struktura, wyrównuje się skład, likwidują się wewnętrzne naprężenia itp. Jednak przy znacznym podwyższeniu temperatury powstają niekorzystne zjawiska - przegrzanie, a przy dalszym nagrzewaniu - przepalenie.
przegrzanie - wywołuje silny rozrost ziaren i obniża własności mechaniczne metali. Strukturę przegrzanego przedmiotu można poprawić poprzez ponowny zgniot (obróbkę mechaniczną) i kolejne wyżarzenie.
przepalenie - wywołuje utlenienie i nadtopienie granic ziaren, gwałtowny spadek twardości i plastyczności. Niekiedy przedmiot całkowicie się rozpada - balustrady ze stali. Nie można poprawić struktury przepalonego metalu i przedmiot taki należy przetopić.
Wyżarzanie przeprowadza się w piecach różnego rodzaju lub na palenisku w kuźni. Przedmiot stopniowo nagrzewa się, a następnie także stopniowo i równomiernie chłodzi. Często w zakładach przemysłowych chłodzenie następuje równocześnie z chłodzeniem pieca, w którym przedmioty były nagrzewane. Czasem stygnięcie odbywa się w suchym, nagrzanym piasku lub popiele. W produkcji przedmiotów artystycznych wyżarzanie przeprowadza się bardzo często między kolejnymi operacjami głębokiego tłoczenia, wyklepywania i cyzelowania z arkusza blachy oraz w innych metodach obróbki.
Normalizacja - sposób obróbki termicznej stosowanej głównie do wyrobów stalowych. Wyroby nagrzewa się, a następnie chłodzi w powietrzu. W zależności od zawartości węgla w stali, normalizacja prowadzi do wielu zmian jej własności. Dla stali niskowęglowych normalizacja zastępuje wyżarzanie, ponieważ pozwala uzyskać taką strukturę jak podczas wyżarzania, ale proces przebiega znacznie szybciej, dlatego też jest bardziej ekonomiczny.
W średnio i wysokowęglowych stalach normalizacja prowadzi do przeciwnych rezultatów w porównaniu z wyżarzaniem - twardość i wytrzymałość po normalizacji wzrastają. Dlatego też w przypadku średnio i wysokowęglowych stali normalizacja może zastąpić hartowanie. Normalizacja stali stopowych powoduje podwyższenie twardości i jest hartowaniem.