Rodzaje wyżarzania wyjaśnione: pełne, sferoidyzujące, rekrystalizujące i odprężające

Jedno słowo, kilka obróbek

Wyżarzanie to rodzina obróbek, które nagrzewają stal i chłodzą ją powoli albo trzymają ją w umiarkowanej temperaturze, aby struktura stała się miększa, bardziej jednorodna lub mniej naprężona. Właściwy członek rodziny zależy od tego, jaki problem rozwiązujesz.

Wyżarzanie pełne

Stal jest nagrzewana powyżej jej górnej temperatury krytycznej, trzymana dla jednorodności, a następnie chłodzona w piecu bardzo powoli. Rezultatem jest gruboziarnista struktura ferrytu–perlitu: niska twardość, dobra plastyczność i czysta karta przed dalszą obróbką lub hartowaniem.

• Cel: zmiękczenie po kuciu lub odlewaniu, rozdrobnienie przegrzanej struktury, przygotowanie do obróbki skrawaniem.
• Typowi użytkownicy: stale średniowęglowe i stopowe w stanie po kuciu.

Wyżarzanie sferoidyzujące

Trzymana przez wiele godzin tuż poniżej (lub w cyklach wokół) dolnej temperatury krytycznej, obróbka ta sprawia, że węgliki w stali wysokowęglowej skupiają się w sferoidy w miękkiej osnowie ferrytu zamiast ostrych płytek.

• Cel: najbardziej miękki, najlepiej obrabialny skrawaniem stan dla stali wysokowęglowych i narzędziowych; poprawia również odpowiedź na formowanie na zimno i przygotowuje jednorodną strukturę do późniejszego hartowania.
• Typowi użytkownicy: stal łożyskowa (52100 / 100Cr6), stale narzędziowe, walcówka wysokowęglowa.

Wyżarzanie rekrystalizujące

Obróbka podkrytyczna — nagrzewanie poniżej Ac1, zwykle w regionie 550–700 °C — stosowana pomiędzy etapami obróbki plastycznej na zimno. Nie zmienia struktury fazowej; rekrystalizuje odkształcony ferryt i przywraca plastyczność, dzięki czemu ciągnienie lub walcowanie na zimno może być kontynuowane.

• Cel: przywrócenie formowalności stali niskowęglowej podczas zgniotu na zimno.
• Typowi użytkownicy: producenci drutu, rur i taśm.

Wyżarzanie odprężające

Członek rodziny o najniższej temperaturze: nagrzanie do mniej więcej 550–650 °C dla stali (poniżej jakiejkolwiek zmiany strukturalnej), trzymanie, powolne chłodzenie. Naprężenia zamrożone ze spawania, obróbki skrawaniem lub obróbki na zimno ulegają relaksacji przez lokalne uplastycznienie i pełzanie.

• Cel: stabilność wymiarowa i zmniejszone ryzyko odkształceń, bez zmiękczania stali.
• Uwaga: wyżarzanie odprężające nie zastępuje obróbki cieplnej po spawaniu tam, gdzie przepis jej wymaga.

Wybór pomiędzy nimi

Obróbka	Region temperatury	Główny efekt
Wyżarzanie pełne	Powyżej Ac3, chłodzenie w piecu	Miękki, jednorodny ferryt–perlit
Sferoidyzujące	Tuż poniżej/wokół Ac1, długie trzymanie	Najbardziej miękka struktura dla stali o wysokiej zawartości C
Rekrystalizujące	Poniżej Ac1	Przywraca plastyczność po obróbce na zimno
Odprężające	Poniżej Ac1, niższy zakres	Usuwa jedynie naprężenia szczątkowe

Jeśli rysunek mówi po prostu „wyżarzanie”, zapytaj, które — twardość, obrabialność i odpowiedź na późniejszą obróbkę cieplną różnią się znacząco.

Jak stan jest określany i sprawdzany

Normy materiałowe wymieniają stan dostawy wprost — stany wyżarzone występują jako "+A" w oznaczeniach europejskich, przy czym warianty sferoidyzowane są osobno wskazywane dla stali łożyskowych i narzędziowych. Weryfikacja odbywa się przez twardość: każda norma łączy stan wyżarzony z maksymalną twardością Brinella, ponieważ twardość jest praktyczną gwarancją, że struktura rzeczywiście jest tą miękką zamierzoną. Partia, która przyjeżdża powyżej podanego maksimum, będzie źle się obrabiać i nieprzewidywalnie hartować, niezależnie od tego, co mówi etykieta stanu na certyfikacie. Odwrotnie, nadmierne wyżarzanie stali wysokowęglowych marnuje czas pieca i może rozrosnąć strukturę, którą dziedziczy finalny cykl hartowania — wyżarzanie jest kontrolowaną obróbką z celem, a nie po prostu „tak miękko, jak to możliwe”.