Lágyító hőkezelés: megmunkálhatóság javítása érdekében történő lágyítás
A lágyító hőkezelés egy hőkezelési eljárás, amelynek célja a kör keresztmetszetű rúdok lágyítása, a belső feszültségek levezetése és a szemcsestruktúra finomítása, ezzel javítva a megmunkálhatóságukat és alakíthatóságukat. A kör keresztmetszetű rudat egy meghatározott hőmérsékletre (szénacél esetében általában 800–900 °C-ra) melegítik, majd ezen a hőmérsékleten addig tartják, amíg teljes ausztenitizáció következik be, végül lassan hűtik a kemencében. Ez a lassú hűtés durva perlit vagy ferrit-perlit mikroszerkezetet eredményez, csökkentve ezzel a keménységet és javítva az alakíthatóságot. A lágyított kör keresztmetszetű rudakat könnyebben lehet vágni, fúrni és alakítani, így ideálisak összetett megmunkálási vagy hidegalakítási műveletekhez, ahol a túlzott keménység szerszámkopást vagy anyagrepedést okozhatna. Ezt a hőkezelést továbbá a korábbi hidegalakítás hatásainak megszüntetésére és az anyag mikroszerkezetének homogenizálására is alkalmazzák a későbbi hőkezelés előkészítéseként.
Normalizálás: Szemcsestruktúra finomítása egységes tulajdonságok eléréséhez
A normalizálás folyamata során a kör keresztmetszetű rudakat a felső kritikus hőmérséklet fölé (általában 850–950 °C-ra) melegítik, ezen a hőmérsékleten megfelelő ideig tartják őket, majd szabad levegőn hűtik. Ez a folyamat egyenletes, finomszemcsés perlit mikroszerkezetet eredményez, amely jobb egyensúlyt nyújt a szilárdság és a ütésállóság között, mint az eredeti, hengerelt állapot. A normalizálás eltávolítja a durva szemcsestruktúrákat és a belső feszültségeket, amelyek a kovácsolás vagy hengerlés során keletkezhetnek, így javítja az ütésállóságot, és biztosítja a mechanikai tulajdonságok egyenletesebb eloszlását a kör keresztmetszetű rúd teljes keresztmetszetében. A normalizált kör keresztmetszetű rudakat általában szerkezeti alkatrészek, fogaskerekek és tengelyalkatrészek gyártására használják, amelyek mérsékelt szilárdságot és jó forgácsolhatóságot igényelnek. Számos szén- és alacsonyan ötvözött acél esetében a normalizálás a végleges hőkezelési folyamat, amely kielégíti a megadott mechanikai tulajdonsági követelményeket anélkül, hogy edzést és utóhőkezelést (megszilárdítást) kellene alkalmazni.
Hűtés: A maximális keménység elérése
A hűtés a kör keresztmetszetű rúdok gyors lehűtését jelenti az ausztenitizálási hőmérsékletről, hogy mikroszerkezetük kemény martenzitté alakuljon. Az acélminőségtől függően a kör keresztmetszetű rudakat 800–950 °C-ra melegítik, majd gyorsan lehűtik egy hűtőközegben, például vízben, olajban vagy polimer oldatban. A vízhűtés a leggyorsabb hűtési sebességet biztosítja és a legmagasabb keménységet eredményezi, de növeli a deformáció és repedés kockázatát, különösen a bonyolult keresztmetszetű kör keresztmetszetű rudaknál.
Hőkezelés: A keménység és a szívósság egyensúlyozása
A megmunkálás utáni hőkezelés (megszilárdítás) egy alapvető folyamat a maradék keménység csökkentése, a belső feszültségek levezetése és a kívánt keménység–ütésállóság-kombináció elérése érdekében. A meghűtött kör keresztmetszetű rúd újra felmelegíti 150–650 °C közötti hőmérsékletre, adott ideig megtartja ezen a hőmérsékleten, majd szobahőmérsékletű levegőben hűti. Az alacsony hőmérsékletű megmunkálás (150–300 °C) kissé csökkenti a keménységet, miközben megőrzi a magas kopásállóságot, és megszilárdított martenzites mikroszerkezetet alakít ki, így kiválóan alkalmas vágószerszámokhoz és nyomószerszámokhoz. A közepes hőmérsékletű megmunkálás (350–500 °C) erősség, ütésállóság és rugalmasság kiegyensúlyozott kombinációját biztosítja, ezért ideális rugók és nagy terhelés alatt álló tengelyek gyártásához. A magas hőmérsékletű megmunkálás (500–650 °C) szorbites mikroszerkezetet eredményez, amely kiváló ütésállósággal és nyúlékonysággal, valamint jó folyáshatárral és szakítószilárdsággal rendelkezik, ezért kiváló választás hajtókarok, kapcsolórudak és ütés hatására igénybe vett szerkezeti alkatrészek gyártásához. Ez a meghűtött és megmunkált (Q&T) állapot az ötvözött acél kör keresztmetszetű rúdjainak leggyakoribb hőkezelési folyamata, amikor javított mechanikai tulajdonságokra van szükség.
