Izotermické kalenie

Izotermické kalenie je proces tepelného spracovania stredne až vysokouhlíkových železných kovov, pri ktorom sa vytvára metalurgická štruktúra nazývaná bainit. Používa sa na zvýšenie pevnosti, húževnatosti a obmedzenie deformácie. Komponenty sa zahrejú na teplotu vytvrdzovania, potom sa dostatočne rýchlo ochladia na teplotu nad úrovňou vytvárania martenzitu (Ms) a udržujú sa pri nej dostatočne dlho, aby sa vytvorila požadovaná bainitová mikroštruktúra.

Výhody

Izotermické kalenie je proces kalenia kovov, ktorý zabezpečuje požadované mechanické vlastnosti vrátane:

• Vyššia ťažnosť, húževnatosť a pevnosť pri danej tvrdosti.
• Odolnosť voči nárazom
• Obmedzená deformácia, najmä pri tenkých komponentoch.

Aplikácie a materiály

Izotermické kalenie sa používa predovšetkým na kalenie stredne až vysokouhlíkových ocelí v rozmedzí 35 – 55 HRC, keď sa vyžaduje húževnatosť spoločne s ďalšou výhodou – obmedzením deformácie. Tento proces sa v širokej miere využíva v automobilovom priemysle pre svorky a iné komponenty, pri ktorých sa vyžaduje maximálna pružnosť a húževnatosť.

Rozsah aplikácií pre izotermické kalenie spravidla zahŕňa diely vyrobené z plechu alebo pásoviny s malým prierezom. Izotermické kalenie je obzvlášť vhodné pre diely z uhlíkovej ocele s tenkým prierezom, pri ktorých sa vyžaduje mimoriadna húževnatosť.

Izotermické kalenie je najúčinnejšie v prípade stredne až vysokouhlíkových zliatin železa a odliatkoch z tvárnej liatiny, napríklad SAE 1045 až 1095, 4130, 4140, 5160, 6150 (C45 až C100, 25CrMo4, 42CrMo4, 50CrV4) a pri požiadavkách na tvrdosť HRC 38 – 52.

Detaily procesu

Oceľ sa izotermický zakalí pri tomto procese:

• Zahriatie na teplotu v rozsahu austenitizácie, zvyčajne 790 °C – 915 °C (1 450 °F – 1 675 °F).
• Zakalenie v kúpeli (roztavená soľ alebo príležitostne olej) udržiavanom pri konštantnej teplote, zvyčajne v rozmedzí 260 °C – 370 °C (500 °F – 700 °F).
• Dodržanie určitého času, aby sa umožnila transformácia na bainitovú mikroštruktúru.
• Ochladenie na izbovú teplotu.