1

CTPi-przy chłodzeniu izotermicznym CTPc-przy chłodzeniu ciągłym

Wykresy CTP przedstawiają:

-przebieg procesu przemiany przechłodzonego austenitu

-jaką strukturę otrzymamy w zależności od chłodzenia

Wykresy zawierają:

-linie początku i końca przemian we współrzędnych logarytm czasu-temp.

-skład stali

-wielkość ziarna

-temp. austenityzacji

Zalety:

-różne szybkości chłodzenia- jeden skład

-układ równowagi

2. Obróbka cieplna stopów metali:

Zabiegi cieplne, które mają na celu nadanie im porządnych cech

Mechanicznych, fizycznych lub chemicznych przez zmianę struktury stopu.

Rodzaje:

a)Obróbka cieplno-chemiczna=OC+zmiana składu warst

pow. za pomocą działania otaczającego ośrodka

b)Obróbrka cieplno-mechaniczna=OC+odkszt.plastyczne

c)Obróbka cieplno-magnetyczna=OC+działanie PM

3.a)Nagrzewanie-ciągłe lub stopniowe podwyższanie temp.

elementu obrabianego cieplnie

b)Wygrzewanie-polega na wytrzymaniu elementu obrabianego

cieplnie w dowolnej lub pośredniej temp.

c)Chłodzenie-ciągłe lub stopniowe obniżanie temp. elementu

d)Studzenie-chłodzenie małą szybkością

e)Oziębianie-chłodzenie dużą szybkością

f)Wychładzanie-wytrzymanie elementu obrabianego cieplnie

w pośredniej lub docelowej temperaturze podczas chłodzenia.

4.Hartowanie:polega na nagrzewaniu przedmiotu do temp.,

w której następuje wytworzenie struktury austenitu i następnie

szybkim chłodzeniu w wodzie lub oleju w celu orzymania struktury

martenzytycznej o dużej twardości, wytrzymałości i odporności na

ścieranie, powodującej jednak znaczną kruchość i naprężenia

własne(właśnie dla zmniejszenia nadmiernej kruchości i

usunięcia naprężeń własnych po hartowaniu stosuje się odpuszczanie).

a)objętościowe-stosujemy, gdy austenityzowanie obejmuję

całą objętość obrabianego cieplnie przedmiotu a grubość

warstwy zahartowanej zależy wyłącznie od

własności materiału i szybkości chłodzenia.

-martensytyczne(zwykłe,stopniowe)

-bainityczne

b)zwykłe-polega na hartowaniu z ciągłym(nieprzerywanym)oziębianiu

z szybkością większą od krytycznej w środowisku o temp.

niższej od temp. początku przemiany martenzytycznej.

c)stopniowe-to hartowanie z pierwszym stopniem oziębienia

w kąpieli solnej o temp. nieco wyższej od Ms, w ciągu czasu niezbędnego

do oziębiania w powietrzu. Czas przetrzymania w kąpieli solnej

nie możebyc dłuższy niż wynosi czas trwałości austenitu w tej temp.

Stosowane w obróbce cieplnej przedmiotów o małych

przedmiotach i skomplikowanym kształcie.

d)bainityczne-zwykłe - charakteryzuje się chłodzeniem

ciągłym z szybkością mniejszą od krytycznej-tak, by mogła przebiegać

przemiana bainityczna. Celem operacji jest uzyskanie struktury bainitu

ewentualnie z martenzytem, oraz austenitu szczątkowego.

W ten sposób uzyskuje się większe własności plastyczne i większą udarność

stali niż po hartowaniu martenzytycznym i wysokim odpuszczaniu.

Większa jest również odporność stali na zmęczenie,

niższa jednak granica sprężystości i plastyczności.

e)powierzchniowe- polega na szybkim nagrzaniu warstwy powierzchniowej

przedmiotu do temp. powyżej temp austenizacji i oziębieniu z dużą szybkością

niezbędną do uzyskania struktury martensy tycznej w tej warstwie.

Celem tego hartowania jest nadanie powierzchniowej warstwie wysokiej

twardości i odporności na ścieranie przy zachowaniu ciągliwego rdzenia.

- Następuje szybkie dostarczenie energii, szybkie grzanie. Grzejemy,

a jednocześnie za nim chłodzimy. Wielkość faz zależy od szybkości

grzania(większy gradient-węższe sfery),zawartość węgla w stali

(im więcej węgla, mniejsze odległości). Przed oziębieniem

wszędzie występuje martenzyt. Szybkość chłodzenia zależy od odległości

od powierzchni. By materiał był trwały zawartość martenzytu musi zawierać powyżej 50%.

5. Odpuszczanie: Wydzielenie węglików z martenzytu-przemiana dyfuzyjna.

Musimy stworzyć odpowiednie warunki dla jej przeprowadzenia, zależne

od czasu i temp. Odpuszczenie należy przeprowadzić bezpośrednio po

hartowaniu, a im dłuższa przerwa tym gorsze efekty odpuszczania.

a)niskie-występuje w zakresie temperatur od<250stC.Celem odpuszczania

niskiego jest usunięcie naprężeń hartowniczych, przy zachowaniu dużej

twardości i odporności na ścieranie. Stosuje się głównie do stali narzędziowych,

a także do np. sprężyn z drutu fortepianowego.

b)średnie-występuje w zakresie temperatur od 250stCdo500stC w celu

uzyskania przez stal dużej wytrzymałości i sprężystości przy dość dobrej ciągliwości.

Odpuszczeniu średniemu poddaje się narzędzia pracujące udarowo

(np. matryce kuzienne), sprężyny i resory, części silników samochodowych.

c)wysokie-przeprowadza się w zakresie temp.od 500stCponiżej temp.A1(727stC).

Celem jest uzyskanie możliwie najwyższej udarności dla danej stali.

zapewnia strukturę sorbityczną o małej dyspersji i w związku z tym dobrą wytrzymałość

i twardość przy dużej ciągliwości i udarności. Poddaje się mu części maszyn podlegające

zmiennym obciążeniom, a zwłaszcza narażone na uderzenia np.

koła zębate, wały korbowe. Każdy zakres temp.y odpuszczania doprowadza

do dokładnego usunięcia naprężeń hartowniczych.

6. Ulepszanie i utwardzanie cieplne:

Ulepszanie stosuje się w celu polepszenia wytrzymałości i twardości, przy jednoczesnym

uzyskaniu dobrej ciągliwości i udarności. Polega na hartowaniu i odpuszczaniu(wysokiemu)w

odpowiednio wysokiej temp., w wyniku czego powstaje struktura sorbityczna.

Ulepszona stal jest bardziej wartościowa, aniżeli nieulepszona.

Utwardzanie-polega na hartowaniu i niskim odpuszczaniu.

7.Starzenie i przesycanie:

a)Przesycenie-polega na nagrzaniu stopu do temp. wyższej o ok.30-50stC

od granicznej rozpuszczalności w celu rozpuszczenia wydzielonego składnika

w roztworze stałym, wygrzaniu w tej temp.,a następnie szybkim chłodzeniu.

Wwyniku przesycenia stop uzyskuje strukturę jednofazową. Dzięki przesycaniu

zwiększają się własności plastyczne stali, własności

wytrzymałościowe ulegają niewielkiemu zmniejszeniu.

b)Starzenie-polega na nagrzaniu stopu uprzednio przesyconego

do temp. niższej od granicznej rozpuszczalności, wygrzaniu w tej temp.i studzeniu.

W czasie starzenia następuje wydzielanie w przesyconym roztworze stałym składnika

znajdującego się w nadmiarze w postaci faz o wysokiej dyspersji. Starzenie

powoduje umocnienie, zwiększenie się własności wytrzymałościowych

i zmniejszenie się własności plastycznych.

8.Wyżarzanie ujędrniające, normalizujące i zupełne:

a)Wyżarzanie- operacja zwykłej obróbki cieplnej polegają na nagrzaniu stali

do określonej temp., wygrzaniu w tej temp. i studzeniu w celu

uzyskania struktury zbliżonej do stanu równowagi

b)Wyżarzanie ujednorodniające polega na nagrzaniu stali1050-1200stC o ok.100-200stCniższej

od temp. solidusu, długotrwałym wygrzaniu w tym zakresie temp. i następnym studzeniu.

Celem jest ograniczenie niejednorodności składu chemicznego.

c)Wyżarzanie normalizujące- polega na nagrzaniu stali do temp. o 30-50stCwyższej

od A1,wygrzaniu w tej temp.następnym studzeniu w spokojnym powietrzu. Operacja

ta ma na celu uzyskanie jednorodnej struktury drobnoziarnistej , a przez to polepszenie

własności mechanicznych stali;następuje nieznaczny wzrost wytrzymałości. Stosowana

do niestopowych stali konstrukcyjnych i staliwa w celu ujednolicenia struktury.

d)Wyżarzanie zupełne -stosowane do stali stopowych polega na nagrzaniu stali do temp.

o 30-50stCwyższej od A1wygrzaniu w tej temp i następnym bardzo wolnym

chłodzeniu np. z piecem. Dalsze chłodzenie może odbywać się w powietrzu.

9.Pojęcia:

a)Hartowność-podatność stali na hartowanie, jest wyrażona zależnością przyrostu

twardości w wyniku hartowania od warunków austenityzowania i szybkości chłodzenia.

O hartowności współdecydują: utwardzalność i przehartowalność.

b)Utwardzalność-podatność stali na hartowanie, miarą której jest zależność największej

możliwej do uzyskania po hartowaniu-twardości od warunków austenityzowania.

Jest uzależniona od warunków austenityzowania oraz stężenia węgla w austenicie.

c)Przehartowalność-podatność stali na hartowanie jako zależność przyrostu twardości

w wyniku hartowania od szybkości chłodzenia. Na przehartowalność w sposób

znaczący wpływają:stężenie węgla i pierwiastków stopowych w roztworze stałym

podczas austenityzowania, stopień jednorodności austenitu oraz wielkości jego ziaren.

d)Średnica krytyczna D50-miara przehartowalności;średnica pręta, w którym po

zahartowaniu w ośrodku o określonej intensywności chłodzenia w osi przekroju

poprzecznego obrabianego elementu uzyskuje się strukturę złożoną z co najmniej

n %mertenzytu(n odpowiada udziałowi martenzytu w strukturze w %).

Średnica D50jest nazwana średnicą półmartenzytyczną.

e)Pasma hartowności-obszar między maksymalnymi a minimalnymi wartościami twardości w stali.

f)Stale drobno i gruboziarniste-przemiana perlitu w austenit jest związana

z rozdrobnieniem ziaren. Średnia wielkość ziaren nowo utworzonego

austenitu jest mniejsza od wielkości ziarn perlitum z którego powstała faza y.

Zwiększenie temp. lub czasu wygrzewania powoduje z reguły rozrost ziaren

austenitu w stalach gruboziarnistych. W niektórych stalach, przede wszystkim

uspokojonych aluminium, traktowanych jako drobnoziarniste, wielkość ziarna

zwiększa się w tych warunkach nieznacznie. W przypadku chłodzenia austenitu

praktycznie nie obserwuje się w nich rozdrobnienia ziaren. W warunkach powolnego

chłodzenia wielkość nowo utworzonego ziarna perlitu jest zbliżona do wielkości pierwotnego ziarna austenitu.

---