kalení kalení je mechanický proces, při kterém jsou ocel a slitiny litiny zpevňovány a kaleny. Tyto kovy se skládají z železných kovů a slitin. To se provádí zahříváním materiálu na určitou teplotu v závislosti na materiálu. To vytváří tvrdší materiál tím, že buď povrchové kalení nebo přes-kalení různé na rychlost, při které materiál se ochladí. Materiál je pak často temperován, aby se snížila křehkost, která se může zvýšit z procesu kalení kalení. Mezi položky, které lze uhasit, patří ozubená kola, hřídele a bloky opotřebení.

před vytvrzením mají lité oceli a železo jednotnou a lamelární (nebo vrstvenou) perlitovou strukturu zrn. Jedná se o směs feritu a cementitu vznikající při výrobě oceli nebo litiny a chlazení pomalou rychlostí. Perlit není ideální materiál pro mnoho běžných aplikací ocelových slitin, protože je poměrně měkký. Zahřátím perlitu kolem teploty eutektoidního přechodu 727 °C a následným rychlým ochlazením může být část krystalové struktury materiálu přeměněna na mnohem tvrdší strukturu známou jako martenzit. Oceli s touto martenzitickou strukturou se často používají v aplikacích, kdy obrobek musí být vysoce odolný proti deformaci, jako je řezná hrana lopatek. To je velmi efektivní.

ProcessEdit

proces kalení je postup, počínaje zahříváním vzorku. Většina materiálů se zahřívá na teplotu mezi 815 a 900 °C (1 500 až 1 650 °F), s pečlivou pozorností věnovanou udržování teploty v celé uniformě obrobku. Minimalizace nerovnoměrného zahřívání a přehřátí je klíčem k dosažení požadovaných vlastností materiálu.

druhým krokem v procesu kalení je namáčení. Obrobky mohou být namočeny ve vzduchu (vzduchová pec), kapalné lázni nebo vakuu. Doporučené přidělení času v solných nebo olověných lázních je až 6 minut. Doba namáčení se může ve vakuu pohybovat o něco výše. Stejně jako v kroku zahřívání je důležité, aby teplota v celém vzorku zůstala během namáčení co nejrovnoměrnější.

jakmile obrobek dokončí namáčení, přejde na krok chlazení. Během tohoto kroku je část ponořena do nějaké kalící tekutiny; různé kalicí kapaliny mohou mít významný vliv na konečné vlastnosti kalené části. Voda je jedním z nejúčinnějších kalicích médií, kde je požadována maximální tvrdost, ale existuje malá šance, že může způsobit zkreslení a drobné praskání. Když může být obětována tvrdost, často se používají minerální oleje. Tyto kapaliny na bázi oleje často oxidují a vytvářejí kal během kalení, což následně snižuje účinnost procesu. Rychlost chlazení oleje je mnohem nižší než voda. Střední rychlosti mezi vodou a olejem lze získat za účelem formulovaného kalení, látky s inverzní rozpustností, která se proto ukládá na objekt, aby zpomalila rychlost chlazení.

kalení lze také provést pomocí inertních plynů, jako je dusík a vzácné plyny. Dusík se běžně používá při větším než atmosférickém tlaku v rozmezí až 20 bar absolutní. Helium se také používá, protože jeho tepelná kapacita je větší než dusík. Alternativně lze použít argon; jeho hustota však vyžaduje podstatně více energie k pohybu a jeho tepelná kapacita je menší než alternativy. Aby se minimalizovalo zkreslení obrobku, dlouhé válcové obrobky se svisle zhášejí, ploché obrobky se zhášejí na okraji; a silné sekce by měly nejprve vstoupit do lázně. Aby se zabránilo bublinám páry, lázeň se míchá.

často po kalení bude slitina železa nebo oceli příliš tvrdá a křehká kvůli nadbytku martenzitu. V těchto případech se na kaleném materiálu provádí další technika tepelného zpracování známá jako popouštění, aby se zvýšila houževnatost slitin na bázi železa. Temperování se provádí obvykle po kalení, snížit některé z nadměrné tvrdosti, a je provedeno zahřátím kovu na teplotě pod kritickým bodem pro určitou dobu, pak ji vychladnout na klidném vzduchu.