Co je kalení?

Vytvrzování napětím je proces, při kterém kovy vytvrzují, když se mechanicky ohýbají. Kmenové kalení je proces, který probíhá v krystalové mřížce materiálu. Tato forma kalení je užitečná pro zvýšení pevnosti kovů, které nemohou být kaleny tepelným zpracováním. Mnoho kovů a slitin, které mohou být kaleny teplem, však může být také kaleno. Kalení na kal, nazývané také pracovní kalení, může být účelně aplikováno jako kalení během tváření součástí nebo může dojít k neúmyslnému během obrábění nebo abnormálního provozu.

Před ztvrdnutím deformací materiály obvykle vykazují rovnoměrně distribuovanou krystalickou strukturu bez defektů. Když je materiál vystaven mechanickému namáhání, tvoří se v krystalové struktuře mikroskopické defekty známé jako dislokace. Pokud stres přetrvává, tato dislokace se šíří a vzájemně interagují a vytvářejí nové vnitřní struktury, které odolávají dalšímu vychýlení. Tyto útvary - nebo připínací body - zvyšují mez kluzu, nebo odolnost vůči namáhání, s následným snížením tažnosti nebo měkkosti. Jedním z nejběžnějších způsobů, jak úmyslně zahájit proces kalení, je za studena tvarovat součásti.

Jak již bylo uvedeno dříve, může být vytvrzování deformací žádoucím nebo nežádoucím způsobem. Pokud je zamýšleným výsledkem vytvrzení, je obrábění za studena nebo tváření součástí jedním z nejúčinnějších způsobů, jak toho dosáhnout. To je zvláště užitečné při opracování kovů, které nelze tvrdit teplem. Patří mezi ně nízkouhlíková ocel, hliník a čistá měď. Když jsou tyto kovy stlačovány, taženy, ohýbány nebo kladivem během tváření, vyvolané napětí vyvolává tvorbu krystalických dislokací, které ztvrdnou materiál.

K nežádoucímu zpevnění v tahu dochází, když jsou tvářecí nebo měkké materiály nesprávně obrobeny nebo nadměrně ohnuty během jejich pracovních cyklů. Pokud je během obrábění díl vystaven příliš hlubokým řezům, může výsledné napětí způsobit vznik krystalických dislokací s výsledným vytvrzením. Toto neúmyslné kalení může potom zabránit dalšímu obrábění nebo dokonce poškodit bity nástroje. Při obrábění tažných dílů by se měly bity nástrojů opatrně posunout, aby se zabránilo nežádoucímu kalení práce.

Kovové části, které jsou při běžné práci ohnuty nad rámec svých konstrukčních parametrů, mohou také vykazovat určitý stupeň kalení. Malé průhyby v rámci těchto parametrů jsou snadno absorbovány materiálem, který se vrací do svého původního tvaru bez jakýchkoli změn ve své vnitřní struktuře. Když se však ohne za tyto limity, začne proces tvorby dislokací a materiál ztvrdne. To způsobuje výslednou odolnost vůči jakémukoli ohýbání, které může vést k eventuálnímu praskání nebo prasknutí součásti.