Techniki obróbki cieplnej, głównie hartowanie i odpuszczanie, odgrywają istotną rolę w zwiększaniu wytrzymałości i twardości pręty okrągłe ze stali konstrukcyjnej stopowej . Podczas procesu hartowania pręty nagrzewa się do podwyższonej temperatury, zazwyczaj od 800°C do 900°C, w zależności od składu stopu. Ogrzewanie to powoduje przemianę fazową, prowadzącą do powstania martenzytu podczas szybkiego chłodzenia. Martenzyt to twarda, krucha struktura, która znacznie zwiększa twardość stali. Jednakże ta zwiększona twardość może odbywać się kosztem kruchości, co może nie być pożądane we wszystkich zastosowaniach. Aby złagodzić kruchość wywołaną hartowaniem, przeprowadza się odpuszczanie. Ten kolejny proces ogrzewania obejmuje ponowne nagrzanie hartowanych prętów do temperatury od 200°C do 700°C, a następnie kontrolowane chłodzenie. Proces odpuszczania pozwala na wytrącenie węglików w osnowie stali, co równoważy twardość z poprawioną wytrzymałością i ciągliwością.
Ciągliwość i wytrzymałość to kluczowe właściwości materiałów poddawanych obciążeniom dynamicznym. Ciągliwość odnosi się do zdolności materiału do odkształcenia plastycznego przed pęknięciem, natomiast wytrzymałość wskazuje na jego zdolność do pochłaniania energii podczas odkształcania. Dzięki odpowiedniej obróbce cieplnej, szczególnie w fazie odpuszczania, pręty okrągłe ze stali konstrukcyjnej stopowej mogą wykazywać zwiększoną ciągliwość i wytrzymałość. Dostosowując temperaturę i czas odpuszczania, producenci mogą zoptymalizować podatność materiału na odkształcenie plastyczne. Jest to szczególnie korzystne w zastosowaniach konstrukcyjnych, gdzie komponenty mogą podlegać obciążeniom udarowym, wibracjom lub naprężeniom dynamicznym. Zwiększona ciągliwość i wytrzymałość zapobiegają kruchym awariom, zwiększając w ten sposób niezawodność i bezpieczeństwo konstrukcji i maszyn opartych na tych prętach.
Odporność na zmęczenie jest krytycznym czynnikiem wpływającym na trwałość i wydajność materiałów w zastosowaniach z obciążeniami cyklicznymi. Pręty okrągłe ze stali konstrukcyjnej stopowej, po odpowiedniej obróbce cieplnej, wykazują zwiększoną odporność na uszkodzenia zmęczeniowe. Proces obróbki cieplnej udoskonala mikrostrukturę, minimalizując naprężenia szczątkowe i defekty, które mogą działać jako punkty inicjacji pęknięć zmęczeniowych. Przekształcenie w strukturę martenzytyczną podczas hartowania, a następnie proces odpuszczania prowadzi do mikrostruktury, która może wytrzymać powtarzające się cykle obciążenia bez poddawania się zmęczeniu. Ta cecha jest szczególnie ważna w przypadku komponentów samochodowych, zastosowań lotniczych i części maszyn poddawanych zmiennym obciążeniom, gdzie odporność zmęczeniowa bezpośrednio koreluje z bezpieczeństwem i wydajnością.
Twardość nadana przez obróbkę cieplną znacznie zwiększa odporność na zużycie prętów okrągłych ze stali konstrukcyjnej stopowej. W zastosowaniach, w których elementy są narażone na tarcie, ścieranie lub kontakt ślizgowy, np. w przekładniach, łożyskach i narzędziach skrawających, najważniejsza jest odporność na zużycie. Utwardzona powierzchnia utworzona podczas procesu obróbki cieplnej pozwala tym prętom wytrzymać środowiska ścierne, co prowadzi do dłuższej żywotności i zmniejszonych wymagań konserwacyjnych. Niektóre metody obróbki cieplnej, takie jak nawęglanie lub azotowanie, mogą dodatkowo zwiększyć twardość powierzchni bez pogarszania wytrzymałości materiału rdzenia. Tworzy to twardą, odporną na zużycie powierzchnię, zachowując jednocześnie plastyczność podstawowej konstrukcji, dzięki czemu pręty okrągłe ze stali konstrukcyjnej stopowej są szczególnie cenne w ciężkich maszynach i sprzęcie produkcyjnym.
Chociaż obróbka cieplna skupia się głównie na właściwościach mechanicznych, określone procesy mogą również zwiększyć odporność na korozję. Techniki takie jak azotowanie polegają na wprowadzeniu azotu na powierzchnię stali, tworząc twardą, odporną na korozję warstwę. Ta obróbka powierzchni nie tylko zwiększa twardość, ale także zapewnia ochronę przed czynnikami środowiskowymi, które mogą prowadzić do korozji. Zwiększona odporność na korozję jest szczególnie korzystna w branżach takich jak ropa i gaz, gdzie komponenty są narażone na trudne, korozyjne środowisko. Optymalizując proces obróbki cieplnej, producenci mogą wytwarzać pręty okrągłe ze stali konstrukcyjnej stopowej, które zachowują swoją integralność i wydajność nawet w trudnych warunkach.
