Diely vystavené vysokému zaťaženiu a rázovému zaťaženiu vyžadujú vysokú pevnosť, ale zároveň dostatočnú húževnatosť. Túto výkonnostnú požiadavku spĺňajú vhodné temperované ocele.
Spôsob tepelného spracovania temperovanej ocele je: po kalení a potom medzi 500-700 popúšťaním. Táto metóda tepelného spracovania sa nazýva kalenie a temperovanie.
Kalenie a popúšťanie sa používa hlavne pre prevodové hriadele, kľukové hriadele, skrutky, tyče, skrutky, ojnice a iné diely.
Diely majú vysokú pevnosť a dobrú húževnatosť vďaka kaleniu a popúšťaniu.
Nelegované aj legované ocele môžu byť kalené a temperované. Nelegovaná kalená a temperovaná oceľ obsahuje 0,2 percenta -0,6 percent uhlíka a legovaná kalená a temperovaná oceľ pridáva malé množstvo chrómu, molybdénu, niklu alebo mangánu. Často používané kalené a popúšťané ocele sú: C45E, 28Mn6, 42CrMo4. Pevnosť dosiahnuteľná popúšťaním: nelegovaná oceľ do 1000N/mm², legovaná oceľ do 1400N/mm².
Kalená oceľ je veľmi tvrdá a má vysokú pevnosť, ale je krehká a náchylná na zlomenie. Následný proces popúšťania znižuje tvrdosť, pevnosť v ťahu a medzu klzu, ale zvyšuje húževnatosť a predĺženie pri pretrhnutí materiálu.
■ Proces vnútornej zmeny materiálu počas kalenia a popúšťania
Po ochladení vzniká ihličkovitý martenzit, krehká a tvrdá štruktúra.
Pri temperovaní na 400 stupňov sa časť martenzitu rozkladá na jemne rozptýlený ferit a ihličkovitý cementit vyzrážaný vo zvyšnom martenzite. So zvyšujúcou sa teplotou popúšťania sa rozklad martenzitu zrýchľuje.
Keď teplota popúšťania dosiahne 550 stupňov, martenzit sa úplne rozloží na ferit a ihličkovitý cementit.
Keď teplota popúšťania dosiahne 700 stupňov, ihličkovitý cementit sa nakoniec agreguje do cementitových zŕn.
■ Tepelné spracovanie kalenej a temperovanej ocele
Spôsoby tepelného spracovania kalenej a temperovanej ocele zahŕňajú spracovanie žíhaním a kalenie a popúšťanie. Počas spracovania žíhaním je možné podľa potreby použiť zmäkčujúce žíhanie a normalizáciu. Účelom prvého je premeniť pásový cementit na jemnozrnný cementit a účelom druhého je získať rovnomernú a jemnú štruktúru. Kalenie a popúšťanie je štandardná metóda tepelného spracovania pre kalenú a popúšťanú oceľ. Účelom popúšťania je získať vysokú pevnosť a vysokú medzu klzu a dobrú húževnatosť (vysoké predĺženie pri pretrhnutí) materiálu. V závislosti od teploty popúšťania je možné materiál popúšťať, aby sa dosiahla vyššia pevnosť alebo lepšia húževnatosť. Preto delíme kalenú a temperovanú oceľ na tvrdo kalenú a popúšťanú oceľ a húževnatú kalenú a popúšťanú oceľ. Teplotu popúšťania kalenej a popúšťanej ocele potrebnú na dosiahnutie požadovaného pomeru tvrdosti k húževnatosti je možné odčítať z grafu kalených a popúšťaných kriviek , ktorý je formulovaný výrobcom ocele pre každú normovanú kalenú a popúšťanú oceľ