Lämpökäsittelymenetelmät

Lämpökäsittelymenetelmät ovat metallien ja seosten ominaisuuksia muuttavia prosesseja, joissa kappaleet lämmitetään ja jäähdytetään hallitusti. Tavoitteena on parantaa kovuutta, kulutuskestävyyttä, iskunkestävyyttä, lujuutta tai muovattavuutta sekä varmistaa haluttu kestäterveys ja mittatarkkuus.

Peruslämpökäsittelyt muodostavat keskeisen ryhmän. Annealointi eli pehmennyslämpökäsittely lämmittää materiaalia, ylläpitää sitä pitkään ja jäähdyttää viileässä ilman, mikä parantaa muovattavuutta ja pienentää jännityksiä. Normalisointi kuumentaa teräksen, jäähdyttää ilmaan, ja sillä saatetaan pienentää sivelykritiikkiä sekä parantaa sitkeyttä ja yhtenäisyyttä. Karkaistus (kovettaminen) ja temperointi parantavat kovuutta martensiittisesti, mutta muovaavat samalla haurauden. Temperointi vähentää karkaistamisen aiheuttamaa särmäyteen liittyvää herkkyyttä.

Pintakovuuskäsittelyt luovat kovaa pintaa säilyttäen tai parantaen lujaa sisusta. Näihin kuuluvat esimerkiksi carburointi ja muut pintaan hiiltä lisäävät menetelmät sekä nitridaatio- ja carbonitridaatio-prosessit, joilla pintaan muodostuu korkea kovuus kerroksia. Cyanidointi on vaihtoehto, jossa pintakerros kovettuu nopeasti nopeasti, mutta se soveltuu rajoitetuissa käyttötapauksissa.

Lämpökäsittelyt ovat myös alumiini- ja muiden metallien kuten seosten käsittelyssä, esimerkiksi ikääntymishoidoissa (precipitation hardening). Prosessit riippuvat materiaalista, halutusta lopputuloksesta sekä käytettävistä laitteista ja ympäristöistä.

Menetelmien valintaa ohjaavat lämpötilat, ajanjakso, jäähdytysnopeus ja ympäristö sekä laatustandardit. Kaikissa prosesseissa keskeinen tavoite on tasapainottaa kovuus, sitkeys ja kestävyyden vaatimukset.