Gloeien, normaliseren, afschrikken en temperen zijn de vier meest fundamentele en meest gebruikte processen bij de warmtebehandeling van metalen. Hun gemeenschappelijke doel is om de interne structuur en mechanische eigenschappen van metalen te verbeteren door middel van gecontroleerde verwarmings- en koelprocessen, waardoor ze geschikter worden voor verwerking en gebruik. In het volgende gedeelte worden de betekenis en verschillen tussen deze vier processen beschreven.
Procesvolgorde
Over het algemeen is de basisvolgorde vanmetalen warmtebehandelingis als volgt: Gloeien → Normaliseren → Afschrikken → Tempereren
Dit is geen vaste volgorde, maar eerder een processtroom die flexibel wordt geselecteerd op basis van verschillende materialen en toepassingen. Sommige onderdelen vereisen bijvoorbeeld alleen uitgloeien, terwijl andere een combinatie van afschrikken en temperen vereisen (ook bekend als temperbehandeling), en sommige structurele onderdelen zullen na ruwe bewerking worden genormaliseerd om de bewerkbaarheid te verbeteren.
Verschillen en functies van verschillende processen
Gloeien
Gloeien is het proces waarbij metaal tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd, op die temperatuur wordt gehouden en vervolgens langzaam wordt afgekoeld (meestal in een oven).
Doel: Om de hardheid te verminderen, de plasticiteit te verhogen, interne spanning te elimineren en de microstructuur uniform en stabiel te maken.
Kenmerken: Het metaal wordt zachter waardoor het makkelijker te verwerken is; de microstructuur wordt uniformer; en interne stress wordt verminderd.
Toepassingen: Gebruikt voor de voor-verwerking van staal, smeedstukken, enz. Bijvoorbeeld bij de vervaardiging vankraan hakenoftandwielkoppelingenkan uitgloeien vervorming of barsten veroorzaakt door interne spanning voorkomen.
Normaliseren
Normaliseren is vergelijkbaar met uitgloeien, maar de verwarmingstemperatuur is hoger en de afkoelsnelheid is sneller (luchtkoeling).
Doel: Het verbeteren van de microstructuur, waardoor de sterkte en taaiheid worden vergroot.
Kenmerken: Snellere koeling dan gloeien, fijnere korrels en hogere sterkte en hardheid dan de gegloeide toestand.
Toepassingen: Vaak gebruikt in structurele onderdelen van laag{0}}gelegeerd staal en middel-koolstofstaal, zoals tandwielkoppelingen en mechanische onderdelen.
Afschrikken
Afschrikken is het proces waarbij een metaal wordt verwarmd tot boven zijn kritische temperatuur (meestal de austenitistemperatuur) en het vervolgens snel wordt afgekoeld (bijvoorbeeld waterkoeling, oliekoeling of luchtkoeling).
Doel: Het verkrijgen van een hoge hardheid en hoge sterkte en het verbeteren van de slijtvastheid.
Kenmerken: Verkrijgt een martensitische structuur; hoge hardheid maar hoge brosheid.
Toepassingen: Veel gebruikt voor onderdelen die onderhevig zijn aan stoten of hoge belastingen, zoals kraankettinghaken,versnellingenen asdelen. Na het afschrikken is het metaal erg hard, maar heeft het een slechte taaiheid; daarom vereist het meestal temperen.
Temperen
Bij tempereren wordt het afgeschrikte metaal opnieuw verwarmd tot 150 tot 650 graden, het op die temperatuur gehouden en vervolgens afgekoeld.
Doel: Het elimineren van de broosheid veroorzaakt door afschrikken en het in evenwicht brengen van sterkte en taaiheid.
Kenmerken: De sterkte neemt iets af, maar de taaiheid en plasticiteit zijn aanzienlijk verbeterd, wat resulteert in een stabielere microstructuur.
Toepassingen: Meestal gebruikt in combinatie met blussen; bijna alle geharde stalen onderdelen moeten worden getemperd. Kraanhaken, tandwielkoppelingen en andere dragende componenten-die zijn gemaakt via een "quench + tempering"-proces zijn zowel hard als taai.
