Žarjenje na področju metalurgije in materialov je toplotna obdelava, ki spreminja fizikalne in včasih kemične lastnosti materiala, da poveča njegovo duktilnost in zmanjša trdoto. Pri žarjenju atomi migrirajo v kristalno mrežo in število dislokacij se zmanjša, kar vodi do spremembe duktilnosti in trdote. Ta proces naredi bolj uporaben. Znanstveno gledano se žarenje uporablja za približevanje kovine svojemu ravnovesnemu stanju.
V ogrevanem, mehkem stanju, enotna mikrostruktura kovin omogoča odlično duktilnost in obdelovalnost. Za izvedbo polnega žarjenja v železnih kovinah je treba material segrevati nad zgornjo kritično temperaturo, ki je dovolj dolga, da popolnoma prenese mikrostrukturo v avstenit.
Kovina je treba nato počasi ohlajati, običajno tako, da se ohladi v peči, da se omogoči največja fazna transformacija ferita in perlita.
Kakšni so rezultati žarenja?
Žarjenje se običajno uporablja za:
- Zmešajte kovino za hladno delo
- Izboljšajte obdelovalnost
- Izboljšajte električno prevodnost
Žarjenje in hladno delo
Ena od glavnih uporab žarjenja je obnoviti duktilnost. Med hladnim delom se lahko kovina utrdi do mere, da ne bo več dela prenehala. Z odplinjanjem kovine vnaprej se lahko izvaja hladno delo brez nevarnosti razpokanja. To je zato, ker žarenje sprošča mehanske obremenitve, ki nastanejo pri obdelavi ali brušenju.
Postopek žarenja
Velike pečice se uporabljajo za proces žarjenja. Notranjost pečice mora biti dovolj velika, da omogoči kroženje zraka okoli kosa kovine. Pri velikih kosih se uporabljajo plinske transportne peči, medtem ko so peči z avtomobilskim dnom bolj praktične za manjše kovine. Med postopkom žarjenja se kovina segreje na določeno temperaturo, kjer lahko pride do prekristalizacije.
Na tej stopnji je mogoče popraviti vse napake, ki jih povzroča deformacija kovine. Kovina se drži pri temperaturi v določenem časovnem obdobju, nato pa ohladi na sobno temperaturo. Postopek hlajenja je treba opraviti zelo počasi, da se proizvede rafinirana mikrostruktura. To se naredi za maksimiranje mehkosti in se pogosto izvaja s potopitvijo vročega materiala v pesek, pepel ali drugo snov z nizko toplotno prevodnostjo. Druga možnost je, da se to naredi tako, da se peč odklopi in se kovina ohladi s pečjo.
Obdelava medenine, srebra in Cooperja
Druge kovine, kot so medenina , srebro in baker, se lahko v celoti odtalijo z istim postopkom, vendar jih lahko hitro ohladimo, celo z vodo ustavimo , da dokončamo cikel. V teh primerih se proces izvaja s segrevanjem materiala (navadno do žarjenja) nekaj časa in nato počasi pustimo, da se ohladi na sobno temperaturo v mirujočem zraku. Baker, srebro in medenina se lahko počasi ohladijo na zraku ali hitro z gašenjem v vodi, kot so železne kovine, kot jeklo, ki ga je treba počasi ohladiti. Na ta način se kovina zmehča in pripravi za nadaljnje delo, kot so oblikovanje, vtiskovanje ali oblikovanje.
Druge oblike žarjenja vključujejo procesno žarjenje, normalizacijo in žarjenje.