Neutrálne kalenie

Neutrálne kalenie sa tiež nazýva martenzitické kalenie alebo skrátka kalenie. Ide o tepelné spracovanie používané na dosiahnutie vysokej tvrdosti/pevnosti ocele. Pozostáva z austenitizácie, kalenia a popúšťania, aby sa zachovala temperovaná martenzitová alebo bainitová štruktúra.

Výhody

V závislosti od typu ocele má neutrálne kalenie niekoľko výhod:

• Ťažko namáhané komponenty môžu získať optimálnu kombináciu vysokej pevnosti, húževnatosti a prípadne teplotnej odolnosti.
• Vďaka vyššej pevnosti môžu byť takéto komponenty ľahšie a tuhšie.
• Nástroje a matrice získavajú požadovanú vysokú odolnosť voči opotrebovaniu a/alebo tepelnú odolnosť pri zachovaní húževnatosti.
• Komponenty, ktoré vyžadujú brúsenie na nízku drsnosť, získavajú požadovanú obrobiteľnosť.
• Ak sú komponenty vyrobené z martenzitických nehrdzavejúcich ocelí, kvôli všetkým týmto dôvodom je možné odolnosť proti korózii zaistiť až po tepelnom spracovaní

Nástrojové ocele: Požadované vlastnosti, napríklad vysokú tvrdosť, odolnosť voči opotrebovaniu, tepelnú odolnosť a obrobiteľnosť je možné dosiahnuť iba kalením.

Martenzitické nehrdzavejúce ocele: Tieto ocele môžu získať maximálnu odolnosť voči korózii iba kalením.

Pre všetky druhy ocele: Počas tvarovania komponentov (prebieha pred tepelným spracovaním) je materiál relatívne mäkký, a preto sa ľahko obrába.

Aplikácie a materiály

Konštrukčné ocele:

• Vysoko zaťažené komponenty, napríklad hnacie hriadele, nosné tyče, rámy, vidlice vysokozdvižných vozíkov, matice a skrutky, zdvíhacie oká atď.
• Podobné diely, určené pre vyššie teploty
• Pružiny všetkých druhov a veľkostí
• Nástroje: na rezanie, kovanie, valcovanie, t. j. akékoľvek nástroje na opracovanie za studena aj za tepla
• Raznice: rezanie, valcovanie, lisovanie, kovanie, ale aj na odlievanie plastov a hliníka a extrúzne matrice
• Komponenty z nehrdzavejúcej ocele, pri ktorých sa vyžaduje vysoká odolnosť proti korózii (potravinársky a zdravotnícky priemysel)

Detaily procesu

Tu opísané procesy kalenia sú v typickom prípade neutrálne, čo znamená, že chemické zloženie povrchu oceľových komponentov sa počas procesu nemení.

Priame kalenie predstavuje najbežnejšiu metódu kalenia ocele.

• Prvým krokom je postupné zahrievanie na teplotu kalenia, ktorá je v závislosti od typu ocele od 800 °C do 1 220 °C. Pri teplote medzi 730 °C a 900 °C (v závislosti od typu ocele) prebieha transformácia mikroštruktúry na austenit.
• Druhým krokom je udržanie tejto austenitizačnej teploty kalenia, aby sa súčasne úplne vyrovnala teplota komponentov a prebehla transformácia mikroštruktúry na austenit. Poznámka: Takto dochádza k zníženiu špecifického objemu.
• Tretím krokom je kalenie dielu priamo z austenitizačnej teploty v studenom médiu. V závislosti od typu ocele a rozmerov komponentu sa ako chladiace médium používa zvyčajne voda, tekutá soľ, olej alebo vysokotlakový dusík. Rýchlosť kalenia musí byť dostatočne vysoká, aby sa zabránilo premene materiálu späť na pôvodnú mäkkú štruktúru.