Tehnike toplinske obrade, prvenstveno kaljenje i popuštanje, igraju ključnu ulogu u povećanju čvrstoće i tvrdoće okrugle šipke od legiranog konstrukcijskog čelika . Tijekom procesa kaljenja, šipke se zagrijavaju na povišenu temperaturu, obično između 800°C do 900°C, ovisno o sastavu legure. Ovo zagrijavanje uzrokuje faznu transformaciju, što dovodi do stvaranja martenzita nakon brzog hlađenja. Martenzit je tvrda, krta struktura koja značajno povećava tvrdoću čelika. Međutim, ova povećana tvrdoća može doći na račun krtosti, što možda nije poželjno u svim primjenama. Kako bi se ublažila krtost izazvana kaljenjem, provodi se kaljenje. Ovaj naknadni proces zagrijavanja uključuje ponovno zagrijavanje kaljenih šipki na temperaturu između 200°C i 700°C, nakon čega slijedi kontrolirano hlađenje. Proces kaljenja omogućuje taloženje karbida unutar čelične matrice, što uravnotežuje tvrdoću s poboljšanom žilavošću i duktilnošću.
Duktilnost i žilavost ključna su svojstva za materijale izložene uvjetima dinamičkog opterećenja. Duktilnost se odnosi na sposobnost materijala da se plastično deformira prije loma, dok žilavost ukazuje na njegovu sposobnost da apsorbira energiju tijekom deformacije. Pravilnom toplinskom obradom, posebno tijekom faze kaljenja, okrugle šipke od legiranog konstrukcijskog čelika mogu pokazati povećanu duktilnost i žilavost. Finim podešavanjem temperature i vremena kaljenja, proizvođači mogu optimizirati sposobnost materijala da se podvrgne plastičnoj deformaciji. Ovo je osobito korisno u konstrukcijskim primjenama gdje komponente mogu doživjeti udarna opterećenja, vibracije ili dinamička naprezanja. Poboljšana duktilnost i žilavost sprječavaju krte kvarove, čime se povećava pouzdanost i sigurnost struktura i strojeva koji se oslanjaju na ove šipke.
Otpornost na zamor kritičan je čimbenik u dugovječnosti i učinkovitosti materijala u primjenama cikličkog opterećenja. Okrugle šipke od legiranog konstrukcijskog čelika, kada su odgovarajuće toplinski obrađene, pokazuju poboljšanu otpornost na lom uslijed zamora. Proces toplinske obrade pročišćava mikrostrukturu, minimizirajući zaostala naprezanja i nedostatke koji mogu djelovati kao početne točke za pukotine nastale zamorom. Transformacija u martenzitnu strukturu tijekom kaljenja, nakon čega slijedi proces kaljenja, dovodi do mikrostrukture koja može izdržati ponovljene cikluse opterećenja bez podlijeganja zamoru. Ova je karakteristika posebno važna u automobilskim komponentama, primjenama u zrakoplovstvu i dijelovima strojeva koji su izloženi fluktuirajućim opterećenjima, gdje otpornost na zamor izravno korelira sa sigurnošću i performansama.
Tvrdoća dobivena toplinskom obradom značajno povećava otpornost na habanje okruglih šipki od legiranog konstrukcijskog čelika. U primjenama gdje su komponente izložene trenju, abraziji ili kliznom kontaktu, kao što su zupčanici, ležajevi i alati za rezanje, otpornost na trošenje je najvažnija. Očvrsla površina stvorena tijekom procesa toplinske obrade omogućuje ovim šipkama da izdrže abrazivna okruženja, što dovodi do produljenog vijeka trajanja i smanjenih zahtjeva za održavanjem. Određene metode toplinske obrade, poput naugljičavanja ili nitriranja, mogu dodatno povećati tvrdoću površine bez ugrožavanja žilavosti materijala jezgre. Ovo stvara tvrdu površinu otpornu na habanje dok zadržava duktilnost u temeljnoj strukturi, čineći okrugle šipke od legiranog konstrukcijskog čelika posebno vrijednima u teškim strojevima i proizvodnoj opremi.
Dok je primarni fokus toplinske obrade često na mehaničkim svojstvima, specifični procesi također mogu povećati otpornost na koroziju. Tehnike poput nitriranja uključuju uvođenje dušika u površinu čelika, čime se stvara čvrsti sloj otporan na koroziju. Ova obrada površine ne samo da povećava tvrdoću, već također pruža zaštitu od čimbenika iz okoline koji mogu dovesti do korozije. Poboljšana otpornost na koroziju posebno je korisna u industrijama poput nafte i plina, gdje su komponente izložene oštrim, korozivnim okruženjima. Optimiziranjem procesa toplinske obrade proizvođači mogu proizvesti okrugle šipke od legiranog konstrukcijskog čelika koje zadržavaju svoj integritet i učinkovitost čak i u izazovnim uvjetima.
