kaljenje

kaljenje (engl. quench hardening, tempering; njem. Einsatzhärtung, Tauchhärtung; rus. закалка погружением), zagrijavanje te brzo hlađenje kovine radi povećanja tvrdoće. Primjenjuje se na čeliku te na nekim slitinama. Pri kaljenju se čelik zagrijava do temperature austenitne pretvorbe kako bi nastao austenit (čvrsta otopina ugljika u γ-Fe), te se naglo hladi kako bi nastao martenzit (čvrsta otopina ugljika u tetragonskom α-Fe). Polaganim hlađenjem, npr. nadeutektoidnoga čelika, austenit se raspada na ferit (α-Fe s mnogo manjim udjelom ugljika) i cementit (Fe₃C). Pritom nastaje mikrostruktura nazvana → perlit (lamelarna eutektoidna smjesa ferita i cementita). Tijekom procesa višak ugljika difundira prema granicama zrna, pa tamo nastaje cementit. Brzim se hlađenjem opisani postupak ne može provesti do kraja, jer je na niskim temperaturama difuzija vrlo spora. Atomi ugljika ostaju u strukturi željeza, zbog čega se kubična kristalna rešetka željeza deformira i prelazi u tetragonsku. Stvaraju se igličasti kristali martenzita, koji je velike tvrdoće. Donja kritična brzina hlađenja određuje najnižu brzinu hlađenja pri kojoj nastaje martenzit. Ako se hlađenje provede gornjom kritičnom brzinom hlađenja, čelik se sastoji samo od martenzita. Brzina hlađenja regulira se izborom sredstva za hlađenje (voda, ulje, zrak i sl.). Čelici s manje od 0,35% ugljika ne mogu se kaliti. Čelici se mogu kaliti i površinski, što se postiže zagrijavanjem površine plamenom, indukcijom i uranjanjem u kupku. → napuštanje