Co to jest hartowanie przez naprężenia?
Hartowanie przez naprężenie to proces, w którym metale twardnieją podczas zginania mechanicznego. Hartowanie przez naprężenie to proces zachodzący w sieci krystalicznej materiału. Ta forma hartowania jest przydatna do zwiększenia wytrzymałości metali, których nie można utwardzić przez obróbkę cieplną. Wiele metali i stopów, które mogą być hartowane termicznie, może jednak również hartować przez naprężanie. Hartowanie przez naprężenie, zwane także hartowaniem roboczym, może być celowo zastosowane jako proces hartowania podczas formowania części lub może zachodzić niezamierzenie podczas obróbki lub nienormalnej pracy.
Przed utwardzeniem przez odkształcenie materiały zazwyczaj wykazują równomiernie rozłożoną, pozbawioną wad strukturę krystaliczną. Gdy materiał poddawany jest obciążeniom mechanicznym, w strukturze krystalicznej powstają mikroskopijne defekty zwane dyslokacjami. Jeśli stres się utrzymuje, dyslokacje te rozprzestrzeniają się i oddziałują na siebie, tworząc nowe struktury wewnętrzne, które są odporne na dalsze odchylenie. Te formacje - lub punkty zaczepienia - zwiększają granicę plastyczności materiałów lub odporność na naprężenia, a następnie zmniejszają plastyczność lub miękkość. Jednym z najczęstszych sposobów celowego inicjowania procesu hartowania przez odkształcenie jest formowanie na zimno części.
Jak wspomniano wcześniej, utwardzanie przez odkształcenie może być pożądanym lub niepożądanym procesem. Gdy utwardzanie jest zamierzonym rezultatem końcowym, obróbka na zimno lub formowanie części jest jednym z najbardziej skutecznych sposobów na osiągnięcie tego. Jest to szczególnie przydatne podczas obróbki metali, które nie mogą być hartowane termicznie. Należą do nich stal niskowęglowa, aluminium i czysta miedź. Gdy te metale są ściskane, ciągnione, gięte lub młotkowane podczas formowania, występujące naprężenia indukują tworzenie krystalicznych dyslokacji, które utwardzają materiał.
Niepożądane utwardzanie odkształceniowe występuje, gdy materiały plastyczne lub miękkie są obrabiane nieprawidłowo lub nadmiernie zginane podczas ich cykli roboczych. Jeśli podczas obróbki część zostanie poddana nadmiernie głębokim cięciom, powstałe naprężenie może spowodować tworzenie się krystalicznych przemieszczeń z wynikowym stwardnieniem. To niezamierzone utwardzenie może następnie zapobiec dalszej obróbce, a nawet uszkodzić bity narzędzia. Podczas obróbki części plastycznych należy ostrożnie przesuwać końcówki narzędzi, aby zapobiec niepożądanemu utwardzeniu podczas pracy.
Części metalowe, które podczas regularnej pracy wyginają się poza parametry konstrukcyjne, mogą również ulegać pewnemu utwardzeniu przez odkształcenie. Małe ugięcia w obrębie tych parametrów są łatwo absorbowane przez materiał, który powraca do pierwotnego kształtu bez żadnych zmian w wewnętrznej strukturze. Po wygięciu poza te granice rozpoczyna się proces powstawania zwichnięcia i materiał twardnieje. Powoduje to powstałą odporność na wszelkie zginanie, co może prowadzić do ostatecznego pęknięcia lub pęknięcia części.