Gloeien in de metallurgie en materiaalkunde is een warmtebehandeling die de fysische eigenschappen verandert (en soms chemische eigenschappen) van een materiaal om de taaiheid (het vermogen om vorm te geven zonder te breken) te vergroten en het te verminderen hardheid.
Bij gloeien migreren atomen in het kristalrooster en neemt het aantal dislocaties af, wat leidt tot de verandering in ductiliteit en hardheid. Dit proces maakt het werkbaarder. In wetenschappelijke termen wordt gloeien gebruikt om een metaal dichter bij zijn evenwichtstoestand te brengen (waar er geen spanningen zijn die tegen elkaar in het metaal werken).
Gloeien veroorzaakt een faseverandering
In zijn verwarmde, zachte staat zorgt de uniforme microstructuur van metaal voor uitstekende ductiliteit en verwerkbaarheid. Om een volledige gloeiing uit te voeren in ferrometalen, moet het materiaal worden verwarmd tot boven de hoogste kritische temperatuur lang genoeg om de microstructuur volledig om te zetten in austeniet (een vorm van ijzer van hogere temperatuur die meer kan opnemen) koolstof).
Het metaal moet dan langzaam worden gekoeld, meestal door het in de oven te laten afkoelen, om maximale ferriet- en parelietfase-transformatie mogelijk te maken.
Gloeien en koud werken
Gloeien wordt vaak gebruikt om metaal te verzachten koud werken, de bewerkbaarheid verbeteren en de elektrische geleidbaarheid verbeteren. Een van de belangrijkste toepassingen van gloeien is het herstellen van de ductiliteit in metaal.
Bij koud bewerken kan het metaal zodanig uitharden dat meer werk tot scheuren zal leiden. Door het metaal vooraf te gloeien, kan er koud worden gewerkt zonder risico op breuk. Dat komt omdat bij uitgloeien mechanische spanningen vrijkomen die ontstaan tijdens het bewerken of slijpen.
Het gloeiproces
Grote ovens worden gebruikt voor het gloeien. 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 auto-bodemovens praktischer zijn voor kleinere stukken metaal. Tijdens het gloeiproces wordt het metaal verwarmd tot een specifieke temperatuur waar herkristallisatie kan plaatsvinden.
In dit stadium kunnen eventuele defecten veroorzaakt door vervorming van het metaal worden hersteld. Het metaal wordt gedurende een vaste periode op temperatuur gehouden en vervolgens afgekoeld tot kamertemperatuur. Het koelproces moet heel langzaam gebeuren om een verfijnde microstructuur te produceren.
Dit wordt gedaan om de zachtheid te maximaliseren, meestal door het hete materiaal onder te dompelen in zand, as of een andere stof met een lage warmtegeleiding. Als alternatief kan dit worden gedaan door de oven uit te schakelen en het metaal met de oven te laten afkoelen.
Brass, Silver en Cooper behandelen
Andere metalen zoals messing, zilver en koper kunnen door hetzelfde proces volledig worden gegloeid, maar kunnen snel worden gekoeld, zelfs water gedoofd, om de cyclus te beëindigen. In deze gevallen wordt het proces uitgevoerd door het materiaal een tijdje te verhitten (in het algemeen tot het gloeit) en het vervolgens langzaam te laten afkoelen tot kamertemperatuur in stilstaande lucht.
Op deze manier wordt het metaal verzacht en voorbereid voor verder werk, zoals vormen, stampen of vormen. Andere vormen van gloeien zijn procesgloeien, normalisatie, en spanningsverlichting gloeien.