Naučni principi i moderne industrijske primjene procesa gašenja: skok performansi od alata za rezanje do pričvrsnih elemenata

Čelik je u suštini legura gvožđa i ugljenika. Kada se čelik zagrije na svoju kritičnu temperaturu (obično iznad 727 stepeni, temperatura austenitizacije), njegova kristalna struktura se transformira iz kubične-centrirane na tijelo (BCC) u -centriranu kubnu (FCC). Atomi ugljika su jednolično otopljeni u međuprostorima kristalne rešetke, formirajući meki i visoko duktilni austenit.

Ključ za gašenje leži u brzom hlađenju (obično pomoću vode, ulja, polimernih otopina ili plinova). Ovaj proces sprječava difuziju i taloženje atoma ugljika, tjerajući kristalnu rešetku da se podvrgne rekonstrukciji poput smicanja-u toku hlađenja, formirajući prezasićenu -tetragonalnu (BCT) strukturu -martenzita. Martenzitna rešetka je ozbiljno izobličena zbog "pozicioniranja" atoma ugljika, stvarajući ogroman unutrašnji stres, čime se značajno povećava tvrdoća materijala. Na primjer, tvrdoća običnog nisko{6}}ugljičnog čelika može se povećati sa HB 120 na preko HRC 50 nakon gašenja.

Međutim, iako je martenzit tvrd, on je krhak, poput zategnute opruge. Stoga je nakon kaljenja obično potrebno kaljenje (nisko-zagrijavanje i držanje na niskim temperaturama) kako bi se oslobodilo unutrašnje naprezanje i taložili fini karbidi, kako bi se povratio određeni stupanj žilavosti uz održavanje visoke tvrdoće i postigla ravnoteža između tvrdoće i fleksibilnosti.

U području pričvršćivača od nehrđajućeg čelika, iako su austenitni nehrđajući čelici (kao što su 304 i 316) široko omiljeni zbog svojih nemagnetnih svojstava i svojstava otpornosti na koroziju-, njihova čvrstoća je relativno niska (zatezna čvrstoća približno 520 MPa). Za aplikacije koje zahtijevaju veću čvrstoću, martenzitni nehrđajući čelici (kao što su 410 i 420) postaju poželjan izbor-ovi materijali mogu postići ravnotežu između visoke čvrstoće i umjerene otpornosti na koroziju kaljenjem i kaljenjem.

Tipične aplikacije uključuju:

Vijci za podešavanje od nerđajućeg čelika: Koristi se za aksijalno fiksiranje u preciznim mašinama, koje zahtijevaju visoku površinsku tvrdoću kako bi se oduprle skidanju.

Vijci za samo{0}}bušenje od nerđajućeg čelika: Vrh burgije je kaljen kako bi se osiguralo efikasno bušenje metalnih ploča.

Vijci od nerđajućeg čelika: Kako bi izdržao velika posmična opterećenja, gašenje poboljšava čvrstoću jezgra.

Vijci sa imbus glavom od nerđajućeg čelika: U teškim okruženjima kao što su fasade zgrada i brodogradnja, verzije visoke{0}}čvrste se oslanjaju na toplinsku obradu kako bi se osigurala pouzdanost veze.

Vrijedi napomenuti da nisu svi pričvršćivači od nehrđajućeg čelika prikladni za gašenje. Austenitni nehrđajući čelik (kao što su uobičajeni SS zavrtnji i vijci sa pan glavom od nerđajućeg čelika) ne može se ojačati termičkom obradom; njegovo poboljšanje čvrstoće se uglavnom oslanja na hladno kaljenje. Međutim, ako je slavina od nehrđajućeg čelika izrađena od martenzitnog materijala, mora se podvrgnuti kaljenju i kaljenju kako bi se ispunili zahtjevi za vlačnu i smičnu čvrstoću.