- Litiny
- Šedá litina má vysokou tlumící schopnost a nižší teplotní roztažnost než ocel, což přispívá k její rozměrové stálosti při teplotních cyklech. Pro snížení vnitřních napětí vzniklých při lití bez ztráty pevnosti a tvrdosti je běžné provádět odhlazovací žíhání v rozsahu 550–650 °C. Běžnými třídami šedé litiny jsou GG-15, GG-20 a GG-25.
- Nodulární (kovavá) litina může také nabízet dobrou stabilitu. Navíc série kovavé litiny s nízkou teplotní roztažností (např. B1, B2, B3) s vysokým obsahem niklu a kobaltu vykazují míru změny rozměrů pouze 0,005–0,026% a 0–0,044% podél příčného a podélného osy, což je podstatně nižší než u běžné kovavé litiny (0,086% a 0,485%) či u nerezové oceli (0,188% a 0,682%).
- Lité oceli
Zatímco u litých ocelí je deformace obecně vyšší kvůli fázové proměně, byly vyvinuty určité typy litých ocelí s nízkou deformací povrchově tvrzené plamenem. Povrchové tvrdnutí plamenem se používá proto, že nižší teplota transformace těchto specifických slitin pomáhá předejít výrazné deformaci a zabraňuje vzniku trhlin při kalení.
- Hliníkové slitiny
- Hliníkové slitiny vyžadují pečlivou kontrolu procesu vzhledem k jejich vysoké tepelné vodivosti, nízké teplotě tavení (~660 °C) a tendenci k prohýbání pod působením gravitace při zvýšených teplotách.
- ADC12 (Al-Si-Cu) je slitina pro lisování pod tlakem, která nabízí dobrou rozměrovou stabilitu. Její tepelné zpracování musí být pečlivě kontrolováno, protože při něm dochází k roztažnému napětí vznikajícímu srážkou prvků jako je křemík.
- A356 a A365 jsou slitiny s dobrou litostí a tepelnou zpracovatelností. Jejich deformace lze minimalizovat optimalizací procesů ohřevu a kalení, aby se zabránilo vzniku trhlin a zachovala se přesnost.
- Slitiny s nízkou teplotní roztažností
Tyto speciální slitiny jsou navrženy pro aplikace vyžadující téměř nulovou teplotní roztažnost a vysokou rozměrovou stabilitu v širokém teplotním rozsahu.
- Invar 36 (Fe-36% Ni) má extrémně nízký koeficient teplotní roztažnosti (CTE), díky čemuž udržuje téměř konstantní rozměry od kryogenních teplot až do 260 °C.
- Super Invar (Fe-32% Ni-5% Co) nabízí ještě nižší koeficient teplotní roztažnosti než standardní Invar pro ty nejnáročnější aplikace.
- Kovar (Fe-Ni-Co) je další slitina s nízkým CTE, která při teplotních výkyvech vykazuje minimální změny rozměrů.
- Ostatní slitiny
- Slitina Zamak (Zn-Al) má nízkou teplotu tavení (přibližně 390 °C), což minimalizuje tepelné namáhání forem a nástrojů a přispívá k dlouhodobé rozměrové přesnosti.
- Některé superlitiny, jako například GH242 (Ni-Mo-Cr), mají vlastně nízké koeficienty teplotní roztažnosti kombinované s vysokou pevností při vysokých teplotách, což zajišťuje stabilitu.
Obecné zásady pro tepelné zpracování s nízkou deformací
Kromě výběru materiálu existují i obecné zásady, kterých byste měli v procesu dodržovat, aby se při tepelném zpracování minimalizovala deformace:
- Před jakýmkoli tepelným zpracováním při vysokých teplotách vždy provedte krok vyžití napětí tavením, aby došlo k odstranění zbytkových napětí z lití.
- Optimalizujte složení slitiny tak, aby byla snížena teplota bodu Ms a docházelo k postupnější fázové proměně, čímž se sníží objemová změna a napětí během kalení.
- Řiďte rychlost kalení, abyste předešli vysokým teplotním gradientům (například volbou vzduchového chlazení tam, kde je to možné), protože rychlé ochlazování je jednou z hlavních příčin deformace.