Obróbka cieplna pozwala na zmiany struktury metali w stanie stałym, dzięki czemu możliwa jest poprawa ich właściwości. Wśród metod obróbki cieplnej wymienia się wyżarzanie, przesycanie i starzenie, jak i hartowanie i odpuszczanie.

Stal konstrukcyjna 30CrNiMo8 i jej właściwości

30CrNiMo8Połączenie hartowania i odpuszczania to ulepszanie cieplne, któremu mogą być poddane niektóre gatunki stali, na przykład 30CrNiMo8 – to stal konstrukcyjna niklowo-chromowo-molibdenowa, z której najczęściej wykonuje się części maszyn podlegające szczególnemu obciążeniu – na przykład wały korbowe silników lotniczych, koła zębate, części turbin, wały napędowe, wały pomp i pras, pierścienie czy części sterujące. Stal tego typu znajduje więc zastosowanie w przemyśle maszyn ciężkich, energetyce oraz lotnictwie. 30CrNiMo8 nie nadaje się do spawania, jednak wszystkie pozostałe procesy technologiczne (obok hartowania i odpuszczania) – takie jak azotowanie, walcowanie czy kucie – przechodzi prawidłowo. Warto przyjrzeć się jednak operacjom ulepszania cieplnego stali. Hartowanie to nagrzanie wyrobu do nadzwyczaj wysokiej temperatury, a następnie – po określonym czasie – oziębienie przedmiotu z szybkością, która jest większa od szybkości krytycznej.

30CrNiMo8Wśród rodzajów hartowania wymienia się przede wszystkim hartowanie objętościowe, martenzytyczne oraz bainityczne. Wybór zależy od tego, jakie właściwości stali chcemy uzyskać. Jeżeli zdecydujemy się na hartowanie martenzytyczne zwykłe, wówczas przedmiot będzie charakteryzował się dużą twardością oraz wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi, ale i dużą kruchością oraz niskimi właściwościami plastycznymi. Ponadto mogą wystąpić duże naprężenia i odkształcenia. Decydując się na hartowanie martenzytyczne stopniowe, właściwości stali będą podobne jak przy hartowaniu zwykłym, jednak naprężenia i odkształcenia będą o wiele mniejsze – tę metodę poleca się do małych przedmiotów oraz do wyrobów o złożonych kształtach. Jeżeli zależy nam na lepszych właściwościach plastycznych i mniejszej kruchości – wówczas dobrze sprawdzi się hartowanie bainityczne zwykłe. W przypadku hartowania powierzchniowego – wpływamy tylko na warstwę wierzchnią przedmiotu. Bez względu na rodzaj hartowania, po tym procesie konieczne jest przeprowadzenie odpuszczania – może odbywać się ono w niskich, średnich lub wysokich temperaturach.

Niskie temperatury umożliwiają usunięcie naprężeń hartowniczych. Temperatury od 250 do 500 stopni zwiększają sprężystość, dlatego są polecane do sprężyn i resorów, zaś temperatury wysokie pozwalają na osiągnięcie najlepszych właściwości wytrzymałościowych i plastycznych – i to hartowanie w połączeniu z takim odpuszczaniem to właściwe ulepszanie cieplne.