Žíhání je proces tepelného zpracování, při kterém se kovaná kruhová ocel zahřívá na stanovenou teplotu – obvykle pod její kritickou teplotu – a poté se pomalu ochladí, obvykle v peci. Primárním účelem žíhání je změkčit ocel, aby byla lépe zpracovatelná pro následné obrábění nebo tváření. Při žíhání se uvolní vnitřní pnutí vyvolaná při kování a zjemní se struktura zrn oceli. Tento proces má za následek sníženou tvrdost a zvýšenou tažnost, což zvyšuje schopnost oceli podstoupit plastickou deformaci bez lámání. Žíhání navíc zlepšuje rovnoměrnost mikrostruktury oceli, což přispívá k předvídatelnějšímu a konzistentnějšímu výkonu při konečné aplikaci.
Kalení je kritický proces tepelného zpracování, který zahrnuje zahřátí kované kruhové oceli na vysokou teplotu, obvykle nad její kritickou teplotu, a její rychlé ochlazení v kalícím médiu, jako je voda, olej nebo roztoky polymerů. Rychlé ochlazení transformuje mikrostrukturu oceli, obvykle na martenzit, tvrdou a křehkou fázi charakterizovanou jehlicovitou strukturou. Tato přeměna výrazně zvyšuje tvrdost a pevnost oceli v tahu. Kalení však také přináší značná vnitřní pnutí v důsledku rozdílných rychlostí ochlazování v oceli, což může vést k deformaci nebo praskání, pokud není správně řízeno. Volba kalícího média a rychlost ochlazování jsou rozhodujícími faktory pro dosažení požadované rovnováhy mezi tvrdostí a houževnatostí.
Temperování se provádí po kalení, aby se zmírnila křehkost způsobená martenzitickou transformací. V tomto procesu se ochlazená ocel znovu zahřeje na teplotu pod svou kritickou teplotu a udržuje se na této teplotě po určitou dobu, než se ochladí na teplotu místnosti. Teplota popouštění a doba trvání jsou pečlivě kontrolovány, aby se dosáhlo požadovaných mechanických vlastností. Popouštění mírně snižuje tvrdost oceli a zároveň výrazně zlepšuje její houževnatost, díky čemuž je ocel méně náchylná k praskání při nárazu nebo namáhání. Proces také uvolňuje některá vnitřní pnutí vyvolaná během kalení, čímž stabilizuje mikrostrukturu oceli a zlepšuje její rozměrovou stabilitu.
Normalizace zahrnuje zahřátí kované kruhové oceli na teplotu mírně nad její kritickou teplotu (typicky 850 °C až 950 °C) a poté ji nechá vychladnout na vzduchu. Tento proces je zaměřen na zjemnění struktury zrna oceli, zvýšení její uniformity a zlepšení mechanických vlastností, jako je pevnost a houževnatost. Na rozdíl od kalení nevytváří normalizace extrémní tvrdost, ale poskytuje rovnoměrnější a vyváženější mikrostrukturu, takže je vhodná pro aplikace, kde je vyžadována kombinace pevnosti a tažnosti.
Pro aplikace vyžadující tvrdý povrch odolný proti opotřebení při zachování houževnatého jádra se používají techniky cementování, jako je nauhličování, nitridace nebo karbonitridace. Tyto procesy zahrnují difuzi uhlíku nebo dusíku do povrchové vrstvy kované kruhové oceli pro zvýšení povrchové tvrdosti. Nauhličování například zahrnuje zahřívání oceli v prostředí bohatém na uhlík, zatímco nitridace zavádí dusík. Povrchové zpevnění zvyšuje odolnost proti opotřebení a únavovou pevnost, zatímco jádro zůstává relativně měkčí a tažnější, což poskytuje dobrou kombinaci výkonnostních charakteristik.
Kovaný hřídel z legované oceli
