Žíhanie (metalurgia)

Žíhanie je spôsob tepelného spracovania zliatin, ktorého cieľom je zmena mechanických vlastností materiálu vyvolaná zmenou jeho mikroskopickej štruktúry pri vysokej teplote. Žíhanie sa robí obyčajne v 3 krokoch:

1. materiál sa najprv zahreje na predpísanú teplotu tak aby bol celý rovnomerne zahriaty
2. ochladí sa na žíhaciu teplotu a na tej sa podrží predpisaný čas (izotermické spracovanie)
3. nechá sa vychladnúť.

Niekedy je žíhanie tvorené aj viac ako 3 krokmi, takýto postup sa nazýva žíhací program.

Zahrievanie/ochladzovanie sa robí buď horúcim vzduchom alebo v soľnom kúpeli. Teplota žíhania je blízka teplote začiatku tavenia materiálu, ale nikdy ju nesmie prekročiť. Cieľom žíhania je zvýšenie húževnatosti, ťažnosti, medze pevnosti.

Žíhanie sa používa v spojení s oceľou a liatinou, je ho možné využiť aj pre iné zliatiny.

Pri žíhaní sa využíva schopnosť difúzie atómov, ktoré z pôvodne nerovnovážneho stavu na začiatku difundujú do stavu rovnovážneho. Hnacím motorom procesu je dostatočne vysoká teplota žíhania. Difúzny pohyb atómov mení rozloženie a množstvo dislokácií - porúch kryštalickej mriežky, ktoré bránia deformácii, čo má za následok zvýšenie ťažnosti. Žíhanie prebieha vo viacerých fázach.

• V prvej fáze sa difúziou odstránia poruchy kryštalickej mriežky a vnútorné napätia v materiáli.
• V druhej rekryštalizačnej fáze sa vytvárajú a zväčšujú nové zrná v štruktúre na úkor starých deformovaných.
• Tretia fáza býva zvyčajne už nežiaduca, pretože ďalší rast nových zŕn vedie k zhoršovaniu výsledných vlastností materiálu.

S prekryštalizáciou:

• a) homogenizačné
• b) normalizačné
• c) izotermické

Bez prekryštalizácie:

• c) na mäkko
• d) rekryštalizačné
• e) protivločkové
• f) na zníženie vnútorných napätí
• g) odstranenie krehkostí po morení

Pri 30-50 °C nad ACM s následnou výdržou na tejto teplote niekoľko minút až hodín a vychladnutie na pokojnom vzduchu.

Odstraňujú sa ním nerovnosti štruktúry spôsobené predošlým spracovaním (napr. valcovaním alebo kovaním). Dokážeme ním urobiť rovnomernú štruktúru zrna. Pri podeutektoidných oceliach je štruktúra lamelárny perlit a ferit. Pri nadeutektoidných je štruktúra perliticko-cementitická vzniká tzv. cementitická sieťovina. Žíhajú sa napr. výkovky, plechy. Normalizačné žíhanie je príprava pred kalením.

Pri tejto teplote prebieha difúzia uhlíka v oceli až pokiaľ sa nedosiahne rovnovážny stav. Po napr. valcovaní je zrnová štruktúra sploštená. Normalizačným žíhaním sa zase dosiahne zhruba guľovité zrno.

Rozpúšťacie žíhanie sa používa pri vytvrditeľných zliatinách ako je napríklad dural, ako prvý krok vytvrdzovania. Pri tomto žíhaní sa zliatina ohrieva na teplotu vyššiu ako zodpovedá maximálnej rozpustnosti pri danom zložení, ale zároveň pod teplotu solidu (začiatok tavenia). Na tejto teplote sa zotrvá dovtedy, kým nevznikne homogénny tuhý roztok. Teplotu rozpúšťacieho žíhania je potrebné udržiavať v čo najužšom intervale v tolerancii 5 °C.