Metallien lämpökäsittelyprosessit voidaan karkeasti jakaa kolmeen luokkaan: yleinen lämpökäsittely, pintalämpökäsittely ja kemiallinen lämpökäsittely. Lämmitysväliaineesta, lämmityslämpötilasta ja jäähdytysmenetelmästä riippuen jokainen luokka voidaan jakaa useisiin eri lämpökäsittelyprosesseihin. Eri lämpökäsittelyprosesseilla sama metalli voi saada erilaisia rakenteita ja siten erilaisia ominaisuuksia. Teräs on teollisuudessa eniten käytetty metalli, ja teräksen mikrorakenne on myös monimutkaisin, joten teräksen lämpökäsittelyprosesseja on monenlaisia.
Kokonaisvaltainen lämpökäsittely on metallin lämpökäsittelyprosessi, jossa työkappaletta lämmitetään kokonaisuutena ja jäähdytetään sitten sopivalla nopeudella sen mekaanisten ominaisuuksien muuttamiseksi. Teräksen kokonaisvaltainen lämpökäsittely sisältää yleensä neljä perusprosessia: hehkutus, normalisointi, sammutus ja päästö.
1. Hehkutus
Hehkutus tarkoittaa työkappaleen lämmittämistä sopivaan lämpötilaan, materiaalista ja kappaleen koosta riippuen eri pitoaikojen käyttämistä ja sitten hidasta jäähdytystä. Tarkoituksena on saada metallin sisäinen rakenne saavuttamaan tai lähestymään tasapainotilaa tai vapauttaa edellisessä prosessissa syntynyt sisäinen jännitys, saavuttaa hyvä prosessin suorituskyky ja käyttöominaisuudet tai valmistella rakenne jatkokarkaisua varten.
2. Normalisointi
Normalisointi eli normalisointi tarkoittaa työkappaleen lämmittämistä sopivaan lämpötilaan ja sen jäähdyttämistä ilmassa. Normalisoinnin vaikutus on samanlainen kuin hehkutuksen, paitsi että saavutettu rakenne on hienompi. Sitä käytetään usein materiaalien leikkausominaisuuksien parantamiseen ja joskus tiettyjen vaatimusten täyttämiseen. Ei korkeiden osien lopullisena lämpökäsittelynä.
3. Sammutus
Sammutus tarkoittaa työkappaleen lämmittämistä ja ylläpitoa ja sitten nopeaa jäähdyttämistä sammutusväliaineessa, kuten vedessä, öljyssä tai muissa epäorgaanisissa suolaliuoksissa, orgaanisissa vesiliuoksissa.
4. Karkaisu
Sammutuksen jälkeen teräs kovettuu, mutta samalla siitä tulee hauras. Teräsosien haurauden vähentämiseksi sammutetut teräsosat pidetään sopivassa lämpötilassa huoneenlämpötilan yläpuolella ja alle 650 °C:ssa pitkään ja sitten jäähdytetään. Tätä prosessia kutsutaan päästöksi. Hehkutus, normalisointi, sammutus ja päästö ovat "neljä tulta" yleisessä lämpökäsittelyssä. Niistä sammutus ja päästö ovat läheisesti toisiinsa liittyviä ja niitä käytetään usein yhdessä, ja ne ovat välttämättömiä.
”Neljä tulta” ovat kehittäneet erilaisia lämpökäsittelyprosesseja, joissa käytetään erilaisia lämmityslämpötiloja ja jäähdytysmenetelmiä. Tietyn lujuuden ja sitkeyden saavuttamiseksi sammutuksen ja korkean lämpötilan päästön yhdistämistä kutsutaan sammutukseksi ja päästöksi. Kun jotkut seokset on sammutettu ylikyllästyneeksi kiinteäksi liuokseksi, ne pidetään huoneenlämmössä tai hieman korkeammassa lämpötilassa pidemmän aikaa seoksen kovuuden, lujuuden tai sähkömagneettisten ominaisuuksien parantamiseksi. Tätä lämpökäsittelyprosessia kutsutaan vanhennuskäsittelyksi.
Menetelmää, jossa paineistettu muodonmuutos ja lämpökäsittely yhdistetään tehokkaasti ja tiiviisti työkappaleen hyvän lujuuden ja sitkeyden saavuttamiseksi, kutsutaan muodonmuutoslämpökäsittelyksi; alipaineisessa ilmakehässä tai tyhjiössä suoritettua lämpökäsittelyä kutsutaan tyhjiölämpökäsittelyksi, mikä paitsi estää työkappaleen hapettumisen tai hiilenpoiston, myös pitää käsitellyn työkappaleen pinnan sileänä ja puhtaana, mikä parantaa työkappaleen suorituskykyä. Se voidaan myös lämpökäsitellä kemiallisesti tunkeutuvalla aineella.
Tällä hetkellä laser- ja plasmatekniikan kypsyessä näitä kahta tekniikkaa käytetään levittämään tavallisten teräskappaleiden pinnalle kerros muita kulutusta kestäviä, korroosiota kestäviä tai kuumuutta kestäviä pinnoitteita alkuperäisen työkappaleen pinnan ominaisuuksien muuttamiseksi. Tätä uutta tekniikkaa kutsutaan pinnanmuokkaukseksi.
Julkaisun aika: 31.3.2024