Zakład Obróbki Cieplnej i Spawalnictwa
Imię i nazwisko: Paweł Łukaszewicz	Semestr: III
Temat ćwiczenia:
Data wykonania ćwiczenia: 26.10.2009	Nazwisko prowadzącego: dr. inż. Michał Kulka

1. Obróbka cieplna stopów aluminium i miedzi.

1. Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobami obróbki cieplnej, jakie stosuje się do stopów miedzi i aluminium. Podczas ćwiczenia próbki poddaliśmy wyżarzaniu oraz utwardzeniu dyspersyjnemu.

2. Pierwsze ćwiczenie polegało na poddaniu utwardzaniu dyspersyjnemu próbki PA6N (skład chemiczny poniżej).

Oznaczenie	Si	Cu	Mg	Mn	Zn	Ti	Inne
PA6N	0.5	4.4	0.4	0.8	-	-	-

Próbkę poddano następującym operacjom:

• Przesycanie – w temp. 520ºC, 20min, chłodzone w wodzie

• Starzenie sztuczne – w temp. 150ºC, 20min, chłodzone w powietrzu

Przed oraz po każdym zabiegu obróbki cieplnej mierzono twardość danej próbki. Pomiaru twardości dokonywano metodą Brinella, używając kulki o średnicy 2.5 mm. Używane obciążenie wynosiło 613 N, a próbka była mu poddawana przez 30 sekund. Pomiar ten polegał na mierzeniu średnicy odcisku, jaki pozostawiła kulka, a następnie z tablic wyznaczenia dokładnej twardości dla odczytanej wartości. Pomiary po kolejnych zabiegach obróbki cieplnej na danej próbce przedstawia tabela:

	Wiekość odcisku kulki [mm]	Twardość [HB]
Przed przesycaniem	0.862	104
Po przesycaniu	0.938	87.2
Po starzeniu sztucznym	0.812	116

Powyższe wyniki jednoznacznie stwierdzają, że stopy aluminium do obróbki plastycznej (PA), po całej operacji utwardzania dyspersyjnego uzyskują wyższą twardość niż przed nią. Wiąże się to z wydzielaniem się z przesyconego roztworu faz Θ, czyli faz międzymetalicznych wydzielających się na granicach ziaren roztworu α. Próbka po samym przesycaniu uzyskuje jednak strukturę nierównowagową roztworu stałego α, przez co jej twardość znacznie spada. Można to zjawisko wykorzystać do łatwej obróbki plastycznej stopów aluminium w tym właśnie stanie.

3. Drugie ćwiczenie polegało na wyżarzaniu próbek ze stopu aluminium A1 w postaci cienkich blaszek oraz pomiaru ich tłoczności. Poniższa tabela prezentuje otrzymane wyniki dla poszczególnych wyżarzeń.

Próbka	Stan obróbki cieplnej	Tłoczność
A1	Bez zmian	2 mm
A1	Wyżarzanie: 150ºC, 1 minuta	2 mm
A1	Wyżarzanie: 520ºC, 1 minuta	4.6 mm

Z powyższych danych wynika, że wyżarzanie w temperaturze 150ºC nie dało żadnego efektu. Wyżarzanie w temperaturze znacznie wyższej, tzn. w 520ºC, czyli wyżarzanie rekrystalizujące, pozwoliło na usunięcie umocnienia spowodowanego zgniotem oraz umożliwiło dalszą obróbkę plastyczną (tłoczność wzrosła).

2. Obróbka cieplno-chemiczna

1. Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami obróbki cieplno-chemicznej takimi jak azotowanie.

2. Próbkę z cienkiej folii żelaza poddano azotowaniu w temperaturze 550ºC w czasie 40 minut. Schemat układu do azotowania znajduje się poniżej:

Zawartość azotu w próbce obliczono metodą wagową:

$$\% N = \frac{m_{k} - m_{p}}{m_{p}} \bullet 100\% + \% N_{0}$$

W naszym przypadku N₀=0, początkowa waga próbki to 0.35844g, a końcowa to 0.36567g.

$$\% N = \frac{0.36567 - 0.35844}{0.35844} \bullet 100\% + 0$$

%N = 2, 017 %