Wiemy, że przegrzanie podczasobróbka cieplnamoże łatwo doprowadzić do zgrubienia ziaren austenitu, co obniży właściwości mechaniczne części.
1. Ogólne przegrzanie
Temperatura nagrzewania jest zbyt wysoka lub czas przetrzymywania w wysokiej temperaturze jest zbyt długi, co powoduje zgrubienie ziaren austenitu, co nazywa się przegrzaniem. Grube ziarna austenitu zmniejszają wytrzymałość i ciągliwość stali, zwiększają temperaturę przejścia kruchego oraz zwiększają skłonność do odkształceń i pękania podczas hartowania. Przyczyną przegrzania jest brak kontroli nad temperaturą pieca lub wymieszanie materiałów (często spowodowane przez osoby, które nie rozumieją procesu). Przegrzaną strukturę można ponownie austenizować w normalnych warunkach w celu udoskonalenia ziaren po wyżarzaniu, normalizowaniu lub wielokrotnym odpuszczaniu w wysokiej temperaturze.
2. Zerwane dziedzictwo
Chociaż stal o przegrzanej strukturze może rozdrobnić ziarna austenitu po ponownym nagrzaniu i hartowaniu, czasami nadal pojawiają się gruboziarniste pęknięcia. Teoria dziedziczenia złamań jest kontrowersyjna. Powszechnie uważa się, że zanieczyszczenia takie jak MnS zostały rozpuszczone w austenit i wzbogacone na granicy ziaren, ponieważ temperatura ogrzewania była zbyt wysoka. Podczas chłodzenia wtrącenia te wytrącą się wzdłuż granicy ziaren. Pod wpływem uderzenia łatwo pęka wzdłuż granic gruboziarnistych ziaren austenitu.
3. Dziedziczenie tkanki grubej
Kiedy części stalowe o grubych strukturach martenzytu, bainitu i Wignistena są ponownie austenizowane, są one powoli podgrzewane do konwencjonalnej temperatury hartowania lub nawet niższej, a ziarna austenitu są nadal gruboziarniste. To zjawisko nazywa się dziedzicznością histologiczną. Aby wyeliminować dziedziczenie grubej tkanki, można zastosować wyżarzanie pośrednie lub wielokrotne odpuszczanie w wysokiej temperaturze.
Zbyt wysoka temperatura nagrzewania powoduje nie tylko gruboziarnistość ziaren austenitu, ale także miejscowe utlenianie lub topienie granic ziaren, co skutkuje osłabieniem granic ziaren, co nazywa się przepaleniem. Właściwości stali ulegają znacznemu pogorszeniu w wyniku nadmiernego wypalenia, a podczas hartowania powstają pęknięcia. Spalonej tkanki nie da się odzyskać, można ją jedynie zezłomować. Dlatego w pracy należy unikać przegrzania.
Podczas podgrzewania stali węgiel na powierzchni reaguje z tlenem, wodorem, dwutlenkiem węgla i parą wodną w ośrodku (lub atmosferze), zmniejszając stężenie węgla na powierzchni, co nazywa się odwęgleniem. Twardość powierzchni, wytrzymałość zmęczeniowa i odporność stali odwęglonej po hartowaniu. Zużywalność jest zmniejszona, a szczątkowe naprężenia rozciągające powstające na powierzchni są podatne na pęknięcia sieci powierzchniowej.
Po podgrzaniu zjawisko, w którym żelazo i stopy na powierzchni stali reagują z pierwiastkami i tlenem, dwutlenkiem węgla, parą wodną itp. w ośrodku (lub atmosferze), tworząc warstwę tlenkową, nazywa się utlenianiem. Po utlenieniu detali w wysokich temperaturach (zwykle powyżej 570 stopni) pogarsza się dokładność wymiarowa i jasność powierzchni, a części stalowe o słabej hartowności z warstwami tlenkowymi są podatne na hartowanie miękkich punktów.
Środki zapobiegające utlenianiu i ograniczające odwęglenie obejmują: powlekanie powierzchni przedmiotu obrabianego, uszczelnianie i ogrzewanie opakowaniami z folii ze stali nierdzewnej, ogrzewanie pieca w kąpieli solnej, ogrzewanie w atmosferze ochronnej (takiej jak oczyszczony gaz obojętny, kontrolujący potencjał węgla w piecu), piec opalany płomieniem (Redukcja gazu w piecu)
Zjawisko zmniejszonej plastyczności i udarności stali o wysokiej wytrzymałości po nagrzaniu w atmosferze bogatej w wodór nazywa się kruchością wodorową. Przedmioty obrabiane wykazujące kruchość wodorową można również wyeliminować poprzez obróbkę usuwania wodoru (taką jak odpuszczanie, starzenie itp.). Kruchości wodorowej można uniknąć poprzez ogrzewanie w próżni, atmosferze o niskiej zawartości wodoru lub atmosferze obojętnej.
