60. Princip kalení, prokalitelnost a zakalitelnost
Cílem je zvýšení tvrdosti, pevnosti a odolnosti proti opotřebení. Důležitá je kalící teplota, při které je ocel před ochlazením austenitizována. Kalící teplota 30-50°C nad Ac3 pro podeutektoidní oceli, pro nadeutektoidní stačí jen o 20°C nad Ac1. Důležité je intenzivní chlazení, aby se zajistilo vytvoření martenzitu nebo bainitu a aby nezpůsobilo trhliny. Klasickými médii jsou voda, vzduch, olej, vodní roztoky solí a alkalií. Moderní jsou prostředí na bázi polymerů. Záleží i na velikosti , rozměrech, tvaru a hmotnosti materiálu.
Kalitelnost je schopnost oceli dosahovat ochlazování z austenitizační teploty nerovn. Stavu.
Zakalitelnost dána max. tvrdostí po kalení, závisí na obsahu uhlíku rozp. v austenitu.
Prokalitelnost informuje o možnosti zakalení součásti do určité hloubky. Za zakalený se považuje materiál se strukturou tvořenou minimálně 50% martensitu. Závisí na složení oceli (IRA, ARA), rychlosti ochlazování, velikosti zrna (čím menší, tím lepší prokalitelnost). Stanovuje se Jominiho zkouškou. Určuje se kritický průměr prokalitelnosti Dk. Stanovuje se pás prokalitelnosti, protože není chem. homogenní. Při požadavku na prokalitelnost se uvádí minimální nebo max. vzdálenost od čela , nebo min/max tvrdost v urč. vzdálenosti.
61. Druhy kalení
Základní kalení – nejjednodušší, teplota klesá plynule pod Ms, kdy začne transformace austenitu na martensit. Vznikají velká zbytková napětí – nevhodné pro složité obrobky.
Lomené kalení – začíná ochlazováním nadkritickou rychlostí k potlačení perlitické přeměny (např ve vodě) a pokračuje ochlazením v mírnějším prostředí (olej). Tím se zmenšuje rozdíl teplot na povrchu a ve středu výrobku a snižují se tepelná napětí.
Termální kalení – dovoluje vyrovnat teploty v celém objemu kaleného předmětu, snížit tepelná napětí a zmenšit deformaci díky prodlevě nad teplotou Ms. Ochlazení probíhá na vzduchu. Vhodné pro složitější tenkostěnné výrobky z oceli s bainitickou oblastí posunutou dostatečně vpravo.
Kalení zmrazováním – vyžaduje dochlazení ve zmrazovacích lázních (až –70°C). které má zabránit stabilizaci ZA (zbytkový austenit) u ocelí s nízkými teplotami Ms a Mf. Aplikuje se na výrobky pracující při záporných teplotách, u měřících přístrojů a u ocelí na ložiska, kde se vyžaduje tvarová stabilita.
Kalení nepřetržité bainitické – provádí se u ocelí s bainitickou oblastí významně posunutou doleva. Výslednou strukturu tvoří směs bainitu, martensitu a zbytkového austenitu,
Kalení izotermické – je podobné termálnímu. Prodleva však trvá v oblasti bainitické přeměny až do ukončení izotermického rozpadu austenitu. Tepelná i strukturální napětí jsou minimální, bez nebezpečí deformace a vzniku trhlin. Výroba drátů s vysokou pevností – tzv. patentování
Kalení povrchové – plamenem
- indukční
- laserem
62. Popouštění, účel, rozdělení
Následuje po kalení.Ohřevem zakalené oceli na teploty nepřevyšující Ac1 dochází k rozpadu martensitu a k přeměně zbytkového austenitu. Změny závisí hlavně na vhodně zvolené teplotě.
popouštění při nízkých teplotách – do 300 až 350 °C, které snižuje zbytková napětí po kalení, zmenšuje obsah ZA a stabilizuje rozměry.
popouštění při vyšších teplotách – nad 450°C, při kterém dochází k úplnému rozpadu martensitu, což se projevuje znatelným poklesem tvrdosti a pevnosti, ale také růstem plasticity a houževnatosti.