Žíhání je důležitá metoda tepelného zpracování, která se používá ke zlepšení mechanických vlastností kovů a slitin. Tento proces umožňuje snížit vnitřní napětí, zvýšit houževnatost, zlepšit obrobitelnost nebo připravit materiál pro další zpracování.
Co je žíhání?
Žíhání je tepelná úprava kovů, při které se materiál zahřívá na určitou teplotu, setrvává při této teplotě po určitou dobu a následně se kontrolovaně ochlazuje. Tento proces umožňuje změnu vnitřní struktury kovu a dosažení požadovaných mechanických vlastností.
Hlavní účinky žíhání:
✔ Snížení vnitřního pnutí – eliminace napětí způsobeného obráběním nebo tvářením.
✔ Zlepšení tvárnosti a houževnatosti – materiál se stává lépe obrobitelným a odolným proti praskání.
✔ Homogenizace struktury – odstranění segregace prvků a dosažení rovnoměrného složení.
✔ Obnovení struktury – po deformacích způsobených tvářením za studena.
Žíhání se používá pro oceli, litiny, hliníkové slitiny, měď a další neželezné kovy.
Využití žíhání v průmyslu
Žíhání se využívá v různých odvětvích průmyslu:
Strojírenství – zlepšení obrobitelnosti a snížení vnitřního napětí před obráběním.
Automobilový průmysl – úprava mechanických vlastností dílů motorů, převodovek a podvozků.
Stavebnictví – zlepšení vlastností konstrukčních ocelí a armatur.
Letecký průmysl – úprava vlastností hliníkových a titanových slitin pro konstrukční díly.
Elektronika – úprava vlastností mědi a jejích slitin pro vodiče a kontakty.
Typy žíhání a jejich účely
Existuje několik typů žíhání podle požadovaných vlastností materiálu:
Normalizační žíhání
✔ Zahřívání oceli nad kritickou teplotu (AC3) a následné ochlazování na vzduchu.
✔ Cíl: Zjemnění zrna, zvýšení pevnosti a houževnatosti.
✔ Použití: konstrukční oceli, odlitky, výkovky.
Rekrystalizační žíhání
✔ Provádí se po tváření za studena (válcování, tažení) k obnovení původní mikrostruktury.
✔ Cíl: Obnovení kujnosti a odstranění zpevnění způsobeného tvářením.
✔ Použití: měď, hliník, měkké oceli.
Žíhání na měkko
✔ Zahřívání oceli pod kritickou teplotu (AC1) a pomalé ochlazování.
✔ Cíl: Snížení tvrdosti a zlepšení obrobitelnosti.
✔ Použití: nástrojové oceli, pružinové oceli.
Odlehčovací žíhání
✔ Zahřívání materiálu na 200–650 °C k odstranění vnitřního napětí.
✔ Cíl: Snížení rizika deformace a praskání při dalším zpracování.
✔ Použití: svařence, výkovky, odlitky.
Difuzní žíhání
✔ Dlouhodobé žíhání při vysokých teplotách k vyrovnání chemického složení v celé hmotě materiálu.
✔ Cíl: Odstranění segregace prvků a dosažení homogenní mikrostruktury.
✔ Použití: speciální slitiny, nástrojové oceli.
Proces žíhání
Proces žíhání probíhá v několika krocích:
- Zahřívání – materiál se rovnoměrně zahřeje na požadovanou teplotu, která závisí na typu žíhání a materiálu.
- Výdrž na teplotě – materiál je udržován na dosažené teplotě po určitou dobu, aby došlo k požadovaným změnám mikrostruktury.
- Ochlazování – kontrolované ochlazování, které ovlivňuje výsledné vlastnosti materiálu (rychlost ochlazování je kritická pro výslednou strukturu).
Zařízení pro žíhání
Žíhání se provádí v žíhacích pecích, které mohou být:
Elektrické pece – přesné řízení teploty, vhodné pro menší díly a citlivé materiály.
Plynové pece – vhodné pro velké díly a vysoké teploty.
Indukční pece – rychlé a lokální zahřívání.
Vakuové pece – minimalizace oxidace a nečistot, ideální pro vysoce kvalitní materiály.
Výhody a nevýhody žíhání
✔ Výhody:
Zlepšení mechanických vlastností (pevnost, houževnatost, obrobitelnost).
Odstranění vnitřního napětí a minimalizace rizika deformací.
Zvýšení odolnosti proti praskání a zlepšení homogenity materiálu.
Možnost kombinace s dalšími tepelnými a chemicko-tepelnými úpravami.
✖ Nevýhody:
Vyšší náklady na energie a zařízení.
Možnost vzniku oxidace a povrchových vad.
Časově náročný proces (zvláště difuzní a normalizační žíhání).
Alternativy k žíhání
Žíhání má několik alternativních metod tepelného zpracování, které mohou být vhodnější pro specifické aplikace:
Kalení a popouštění – zvyšují tvrdost a pevnost, ale snižují houževnatost.
Nitridace a cementace – zvyšují povrchovou tvrdost a odolnost proti opotřebení.
Bainitizace – zajišťuje jemnou strukturu bainitu pro lepší houževnatost.
Závěr
Žíhání je základní metoda tepelného zpracování kovů, která hraje klíčovou roli při úpravě mechanických vlastností materiálů. Odstraněním vnitřního napětí, zlepšením houževnatosti a zvýšením obrobitelnosti připravuje materiály pro další technologické operace.
I přes vyšší náklady a časovou náročnost je žíhání nezbytným procesem v mnoha průmyslových odvětvích, kde je požadována vysoká kvalita a dlouhá životnost výrobků.