Lämpötilakäsittelyt

Lämpökäsittelyt ovat prosesseja, joissa materiaalin ominaisuuksia muutetaan kontrolloidulla lämmityksellä ja jäähdytyksellä. Näitä prosesseja käytetään yleisesti metallien, keramiikan ja joidenkin muovien kanssa. Tarkoituksena on parantaa materiaalin mekaanisia ominaisuuksia, kuten lujuutta, kovuutta, sitkeyttä tai muokattavuutta, tai muuttaa sen sähköisiä tai magneettisia ominaisuuksia.

Yleisimpiä lämpökäsittelyjä metalleille ovat hehkutus, normalisointi, karkaisu ja päästö. Hehkutus pehmentää metallia ja vähentää sisäisiä jännityksiä tekemällä siitä helpommin työstettävän. Normalisointi palauttaa metallin rakeisrakenteen homogeenisemmaksi, mikä parantaa sen sitkeyttä. Karkaisu kovettaa metallia nopealla jäähdytyksellä, mutta tekee siitä samalla hauraamman. Päästö puolestaan vähentää karkaisun aiheuttamaa haurautta lisäämällä sitkeyttä ilman merkittävää lujuuden menetystä.

Lämpökäsittelyprosessit perustuvat materiaalin mikrorakenteen muutoksiin lämpötilan vaikutuksesta. Esimerkiksi metallien kiteisen rakenteen muutokset tai faasimuutokset ovat keskeisiä lämpökäsittelyjen onnistumisessa. Oikean lämpötilan, lämmitysajan ja jäähdytysnopeuden valinta on kriittistä haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Lämpökäsittelyjä voidaan tehdä ilmakehässä, tyhjiössä tai suojaavassa atmosfäärissä, jotta estetään materiaalin hapettuminen tai likaantuminen.