Kaljenje i popuštanje čelika se vrši da bi se obezbjedila mehanička svojstva pogodna za njihovu dalju upotrebu. Čelici se zagrevaju do odgovarajuće temperature austenizacije, drže na ovoj temperaturi, a zatim se prinudno hlade u različitim medijima. Nakon toga sljedi popuštanje, čime se postižu konačna mehanička svojstva i rasterećuju se unutrašnja naprezanja u čeliku. Stvarni uslovi parametara procesa zavise od sastava čelika, veličine radnog komada i potrebnih krajnjih osobina koje odredi kupac. Radni predmeti se grubo mehanički obrađuju u mekom stanju pre kaljenja i popuštanja, čime se obezbeđuju konačna mehanička svojstva materijala.
Cementiranje je proces površinskog očvršćavanja u kojem se radni komad s niskim udjelom ugljenika zagrijava u atmosferi bogatoj ugljenikom. Proces zagrijavanja u okruženju s visokim udjelom ugljenika omogućava difuziju atoma ugljenika direktno u površinu radnog komada, kojeg je potrebno termički obraditi. Količina i potrebna dubina ugljenika koji difundira na površinu komada tokom procesa ovisi od potencijala ugljenika atmosfere, temperature i vremena izlaganja. Više temperature, duže vrijeme ciklusa i veći potencijal ugljenika će povećati količinu difuzije ugljenika u površinu i dubinu obratka.
Proces očvršćavanja površine i jezgre obratka nastaje kada se materijal prisilno hladi u ulju. Nakon kaljenja slijedi popuštanje na željenu tvdoču. Žarenje dramatično poboljšava duktilnost i žilavost uz manji gubitak tvrdoće i čvrstoće.
Svojstva cementacije
Aplikacije
Karbonitriranje je proces površinskog očvršćavanja materijala. Dubina stvrdnutog sloja je manja od procesa cementacije, a modificira se i plin koji se dodaje u atmosferu. Dodavanje amonijaka u atmosferu tokom procesa omogućava atomima dušika da difundiraju u površinu radnog komada. Tokom procesa karbonitriranja, ugljik i dušik istovremeno difundiraju u površinu. Karbonitriranje se obično izvodi na nižim temperaturama uz kraće vrijeme ciklusa, što rezultira manjim dubinama nego u procesu cementacije. Dubina difuzije procesa karbonitracije obično se kreće od 0,1 mm do 0,4 mm. Dodavanje dušika u atmosferu s potencijalom ugljika posljedično povećava tvrdoću površine. To omogućava da se obični ugljični i niželegirani čelici površinski očvrsnu potpunom transformacijom u martenzit.
Svojstva karbonitacije
Aplikacije