Gloeien in de metallurgie en materiaalkunde is een warmtebehandeling die de fysische en soms chemische eigenschappen van een materiaal verandert om de taaiheid te vergroten en de hardheid te verminderen. Bij annealing migreren atomen in het kristalrooster en neemt het aantal dislocaties af, wat leidt tot de verandering in taaiheid en hardheid. Dit proces maakt het werkbaarder. In wetenschappelijke termen wordt gloeien gebruikt om een metaal dichter bij zijn evenwichtstoestand te brengen.
In de verwarmde, zachte staat zorgt de uniforme microstructuur van een metaal voor uitstekende ductiliteit en verwerkbaarheid. Om een volledige uitgloeiing in ferrometalen uit te voeren, moet het materiaal lang genoeg tot boven de bovenste kritische temperatuur worden verwarmd om de microstructuur volledig in austeniet te veranderen.
Het metaal moet dan langzaam worden gekoeld, meestal door het in de oven te laten afkoelen, om maximale ferriet- en perlietfase-transformatie mogelijk te maken.
Wat zijn de resultaten van gloeien?
Gloeien wordt meestal gebruikt om:
- Verzacht een metaal voor koud werken
- Verbeter de bewerkbaarheid
- Verbeter elektrische geleidbaarheid
Gloeien en koud werken
Een van de belangrijkste toepassingen van gloeien is om de ductiliteit te herstellen. Tijdens het koud bewerken kan het metaal zo hard worden dat er meer werk zal resulteren in kraken. Door het metaal van tevoren te gloeien, kan koud werken plaatsvinden zonder enig risico van scheuren. Dat komt omdat gloeien mechanische spanningen veroorzaakt tijdens het bewerken of slijpen vrijgeeft.
Het gloeiproces
Grote ovens worden gebruikt voor het gloeiproces. De binnenkant van de oven moet groot genoeg zijn om lucht rond het stuk metaal te laten circuleren. Voor grote stukken worden gasgestookte transportovens gebruikt, terwijl bodemovens meer praktisch zijn voor kleinere stukken metaal. Tijdens het uitgloeiproces wordt het metaal verhit tot een specifieke temperatuur waar herkristallisatie kan plaatsvinden.
In dit stadium kunnen eventuele defecten veroorzaakt door vervorming van het metaal worden gerepareerd. Het metaal wordt gedurende een vaste periode op de temperatuur gehouden en vervolgens tot kamertemperatuur afgekoeld. Het koelproces moet zeer langzaam worden uitgevoerd om een verfijnde microstructuur te produceren. Dit wordt gedaan om de zachtheid te maximaliseren en wordt vaak gedaan door het hete materiaal onder te dompelen in zand, as of een andere stof met een lage warmtegeleidbaarheid. Als alternatief kan dit worden gedaan door de oven uit te schakelen en het metaal met de oven te laten afkoelen.
Behandeling van messing, zilver en Cooper
Andere metalen zoals messing , zilver en koper kunnen volledig worden ontlaten door hetzelfde proces maar kunnen snel worden afgekoeld, zelfs water worden geblust , om de cyclus te beëindigen. In deze gevallen wordt het proces uitgevoerd door het materiaal enige tijd te verwarmen (in het algemeen tot het gloeit) en vervolgens langzaam af te laten koelen tot kamertemperatuur in stilstaande lucht. Koper, zilver en messing kunnen langzaam aan de lucht worden gekoeld, of snel door afschrikken in water, zoals ferrometalen, als staal, dat langzaam moet worden afgekoeld om te ontlaten. Op deze manier wordt het metaal verzacht en voorbereid voor verder werk, zoals vormen, stampen of vormen.
Andere vormen van uitgloeien omvatten procesgloeiing, normalisatie en spanningsvermindering.