Tiedämme, että ylikuumeneminen aikanalämpökäsittelyvoi helposti johtaa austeniittirakeiden karhentumiseen, mikä heikentää osien mekaanisia ominaisuuksia.
1. Yleinen ylikuumeneminen
Kuumennuslämpötila on liian korkea tai pitoaika korkeassa lämpötilassa liian pitkä, mikä aiheuttaa austeniittirakeiden karkeutta, jota kutsutaan ylikuumenemiseksi. Karkeat austeniittirakeet vähentävät teräksen lujuutta ja sitkeyttä, lisäävät haurautta siirtymälämpötilaa ja lisäävät taipumusta muodonmuutoksille ja halkeilulle sammutuksen aikana. Ylikuumenemisen syynä on se, että uunin lämpötilamittari ei ole hallinnassa tai materiaalit ovat sekoittuneet (syynä ovat usein ihmiset, jotka eivät ymmärrä prosessia). Ylikuumentunut rakenne voidaan austenisoida uudelleen normaaleissa olosuhteissa rakeiden jalostamiseksi hehkutuksen, normalisoinnin tai useiden korkean lämpötilan karkaisujen jälkeen.
2. Rikkinäinen perintö
Vaikka teräs, jolla on ylikuumentunut rakenne, voi jalostaa austeniittirakeita uudelleenlämmityksen ja sammutuksen jälkeen, karkearakeisia murtumia esiintyy joskus silti. Murtumien periytymisen teoria on kiistanalainen. Yleisesti uskotaan, että epäpuhtaudet, kuten MnS, liuenivat austeniitiksi ja rikastuivat rakeiden rajapinnassa, koska kuumennuslämpötila oli liian korkea. Jäähtyessään nämä sulkeumat saostuvat rakeiden rajapintaa pitkin. Se on helppo murtua karkeiden austeniitin rakeiden rajoja pitkin, kun se osuu siihen.
3. Karkean kudoksen periytyminen
Kun teräsosat, joissa on karkeaa martensiitti-, bainiitti- ja Wignisten-rakenteita, austenoidaan uudelleen, ne kuumennetaan hitaasti tavanomaiseen karkaisulämpötilaan tai jopa alempaan, ja austeniittirakeet ovat edelleen karkeita. Tätä ilmiötä kutsutaan histologiseksi periytyvyydeksi. Karkean kudoksen periytymisen eliminoimiseksi voidaan käyttää välihehkutusta tai useita korkean lämpötilan karkaisukäsittelyjä.
Jos kuumennuslämpötila on liian korkea, se ei ainoastaan aiheuta austeniittirakeiden karkeutta, vaan myös paikallista hapettumista tai raerajojen sulamista, mikä johtaa raerajojen heikkenemiseen, jota kutsutaan ylipalamiseksi. Teräksen ominaisuudet huononevat voimakkaasti ylipolton jälkeen, ja sammutuksen aikana muodostuu halkeamia. Palanutta kudosta ei voida ottaa talteen, ja se voidaan vain romuttaa. Siksi ylikuumenemista työssä tulee välttää.
Kun terästä kuumennetaan, pinnalla oleva hiili reagoi hapen, vedyn, hiilidioksidin ja vesihöyryn kanssa väliaineessa (tai ilmakehässä), mikä vähentää pinnan hiilipitoisuutta, jota kutsutaan hiilenpoistoksi. Hiilettömän teräksen pinnan kovuus, väsymislujuus ja kestävyys karkaisun jälkeen Kuluvuus heikkenee ja pintaan muodostuva jäännösvetolujuus on altis pintaverkoston halkeamille.
Kuumennettaessa ilmiötä, jossa teräksen pinnalla oleva rauta ja lejeeringit reagoivat alkuaineiden ja hapen, hiilidioksidin, vesihöyryn jne. kanssa väliaineessa (tai ilmakehässä) muodostaen oksidikalvon, kutsutaan hapetukseksi. Työkappaleiden hapetuksen jälkeen korkeissa lämpötiloissa (yleensä yli 570 astetta) mittatarkkuus ja pinnan kirkkaus heikkenevät, ja teräsosat, joiden karkenevuus on huono oksidikalvoilla, ovat alttiita pehmentäville kohtille.
Toimenpiteitä hapettumisen estämiseksi ja hiilenpoiston vähentämiseksi ovat: työkappaleen pinnan pinnoitus, tiivistys ja lämmitys ruostumattomalla teräsfoliopakkauksella, suolakylpyuunin lämmitys, suojakaasulämmitys (kuten puhdistettu inertti kaasu, hiilipotentiaalin hallinta uunissa), liekkipolttouuni (Uunin kaasun vähentäminen)
Suuren lujan teräksen alentuneen plastisuuden ja sitkeyden ilmiötä, kun sitä kuumennetaan vetypitoisessa ilmakehässä, kutsutaan vetyhaurastumiseksi. Vetyhaurastuneet työkappaleet voidaan poistaa myös vetypoistokäsittelyllä (kuten karkaisu, vanhentaminen jne.). Vetyhaurastuminen voidaan välttää kuumentamalla tyhjiössä, vähän vetykaasua tai inertissä ilmakehässä.
