We weten dat oververhitting tijdenswarmtebehandelingkan gemakkelijk leiden tot het grof worden van austenietkorrels, waardoor de mechanische eigenschappen van de onderdelen afnemen.
1. Algemene oververhitting
De verwarmingstemperatuur is te hoog of de verblijftijd bij hoge temperatuur is te lang, waardoor de austenietkorrels grover worden, wat oververhitting wordt genoemd. Grove austenietkorrels verminderen de sterkte en taaiheid van staal, verhogen de brosse overgangstemperatuur en vergroten de neiging tot vervorming en barsten tijdens het afschrikken. De oorzaak van oververhitting is dat het temperatuurinstrument van de oven niet meer onder controle is of dat de materialen gemengd zijn (vaak veroorzaakt door mensen die het proces niet begrijpen). De oververhitte structuur kan onder normale omstandigheden opnieuw worden hersteld om de korrels te verfijnen na gloeien, normaliseren of meerdere tempereringen bij hoge temperaturen.
2. Verbroken erfenis
Hoewel staal met een oververhitte structuur de austenietkorrels kan verfijnen na opnieuw verwarmen en afschrikken, verschijnen er soms nog steeds grove korrelige breuken. De theorie van breukovererving is controversieel. Algemeen wordt aangenomen dat onzuiverheden zoals MnS werden opgelost in austeniet en verrijkt aan het korrelgrensvlak omdat de verwarmingstemperatuur te hoog was. Bij afkoeling zullen deze insluitsels langs het korrelgrensvlak neerslaan. Het is gemakkelijk te breken langs de grove austenietkorrelgrenzen wanneer het wordt geraakt.
3. Overerving van grof weefsel
Wanneer stalen onderdelen met grove martensiet-, bainiet- en wignistenstructuren opnieuw worden austeniseerd, worden ze langzaam verwarmd tot de conventionele afschriktemperatuur, of zelfs lager, en zijn de austenietkorrels nog steeds grof. Dit fenomeen wordt histologische erfelijkheid genoemd. Om de overerving van grof weefsel te elimineren, kunnen tussentijdse gloeibehandelingen of meerdere tempereerbehandelingen bij hoge temperatuur worden gebruikt.
Als de verwarmingstemperatuur te hoog is, zal dit er niet alleen voor zorgen dat de austenietkorrels grof worden, maar ook lokale oxidatie of smelten van de korrelgrenzen veroorzaken, wat resulteert in verzwakking van de korrelgrenzen, wat oververbranding wordt genoemd. De eigenschappen van staal gaan ernstig achteruit na oververhitting, en tijdens het afschrikken ontstaan er scheuren. Verbrand weefsel kan niet worden hersteld en kan alleen worden gesloopt. Daarom moet oververhitting op het werk worden vermeden.
Wanneer staal wordt verwarmd, reageert de koolstof op het oppervlak met zuurstof, waterstof, kooldioxide en waterdamp in het medium (of de atmosfeer), waardoor de koolstofconcentratie op het oppervlak wordt verminderd, wat ontkoling wordt genoemd. De oppervlaktehardheid, vermoeiingssterkte en weerstand van ontkoold staal na afschrikken. De slijtvastheid is verminderd en de resterende trekspanning die op het oppervlak wordt gevormd, is gevoelig voor scheuren in het oppervlaktenetwerk.
Bij verhitting wordt het fenomeen waarbij het ijzer en de legeringen op het oppervlak van staal reageren met elementen en zuurstof, kooldioxide, waterdamp, enz. in het medium (of de atmosfeer) om een oxidefilm te vormen, oxidatie genoemd. Na oxidatie van werkstukken bij hoge temperaturen (doorgaans boven 570 graden) verslechteren de maatnauwkeurigheid en de helderheid van het oppervlak, en stalen onderdelen met een slechte hardbaarheid met oxidefilms zijn gevoelig voor uitdovende zachte plekken.
Maatregelen om oxidatie te voorkomen en ontkoling te verminderen zijn onder meer: oppervlaktecoating van het werkstuk, afdichting en verwarming met roestvrijstalen folieverpakking, verwarming van een zoutbadoven, verwarming van een beschermende atmosfeer (zoals gezuiverd inert gas, regeling van het koolstofpotentieel in de oven), vlamoven (Het ovengas reduceren)
Het fenomeen van verminderde plasticiteit en taaiheid van hoogsterkte staal bij verhitting in een waterstofrijke atmosfeer wordt waterstofverbrossing genoemd. Werkstukken met waterstofbrosheid kunnen ook worden geëlimineerd door waterstofverwijderingsbehandelingen (zoals temperen, veroudering, enz.). Waterstofverbrossing kan worden vermeden door verwarming in een vacuüm, een atmosfeer met een laag waterstofgehalte of een inerte atmosfeer.
