Laboratorium z

Obróbki cieplnej i powierzchniowej

Wpływ szybkości chłodzenia na strukturę i własności stali

Wstęp

Podstawowe rodzaje obróbki cieplnej to :

1. Hartowanie- zabieg cieplny polegający na zastosowaniu bezpośrednio po sobie następujących operacji: grzania (nagrzewanie i wygrzewanie ) i szybkiego chłodzenia w celu uzyskania struktury martenzytycznej lub bajnitycznej .

2. Przesycanie - zabieg cieplny mający na celu zatrzymywanie w temperaturze otoczenia stanu austenitycznego będącego w równowadze trwałe tylko w wysokiej temperaturze .

3. Odpuszczanie - ma na celu usunięcie naprężeń hartowniczych i zmianę własności mechanicznych .

4. Ulepszanie cieplne - jest to zabieg polegający na połączeniu hartowania i wysokiego odpuszczania i ma on na celu otrzymania optymalnych własności mechanicznych przy zachowaniu możliwości przeprowadzenia obróbki skrawaniem .

5. Wyżarzanie - zabieg polegający na nagrzaniu materiału do odpowiedniej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnym chłodzeniu go z odpowiednią prędkością .

6. Stabilizowanie - zabieg mający na celu przyśpieszenie przemian strukturalnych zachodzących w temperaturze otoczenia oraz zmniejszenie naprężeń, a tym samym zapewnienie niezmienności wymiarów .

W dalszej części sprawozdania zajmę się procesem hartowania .

Rozróżniamy następujące rodzaje hartowania:

a) hartowanie zwykłe b) hartowanie przerywane

c) hartowanie stopniowe d) hartowanie z przemianą

izotermiczną

Rozróżniamy metody hartowania :

a) powierzchniowe :

- płomieniowe

- indukcyjne

- kąpielowe

- oporowe

- elektrolityczne

Rozróżniamy chłodziwa :

- roztwory wody z solą

- woda

- oleje hartownicze , wrzecionowe

- strumień powietrza

- wolne powietrze

- kąpiele metalowe

- chłodzenie z piecem

Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia było zbadanie próbki stali 35 chłodzonej z temperatury 750°C w różnych ośrodkach chłodzących : wodzie, oleju, powietrzu, oraz wraz z piecem. Stal 35 jest stalą węglową zwykłej jakości.

Tabela pomiarowa :

Nr Próbki	Ośrodek Chłodzący	Twardość HRC	Twardość HRB	Twardość Średnia	Twardość HV
1	Woda	57 58 57,5 58		57,75	∼ 633
2	Olej	42,5 43 42,5		42,67	∼ 423
3	Powietrze		92,5 92 91,5	92	∼ 191
4	Piec		87 88 8,7	87,5	∼ 176

Na dołączonym wykresie CTPc badanej stali zostały naniesione linie przemian zachodzących przy chłodzeniu ciągłym (w odpowiednich ośrodkach) .

Podczas badania struktur stali 35 zaobserwowaliśmy następujące struktury :

Próbka nr 1.

Chłodzenie w wodzie :

W wyniku chłodzenia stali w wodzie otrzymaliśmy

strukturę martenzytyczną. W strukturze tej

wyróżnić możemy martenzyt, austenit

szczątkowy oraz węgliki pierwotne .

Próbka nr 2.

Chłodzenie w oleju :

Podczas stosowania tej metody chłodzenia w

badanej stali zaobserwowaliśmy strukturę

bajnityczno - martenzytyczną .

Próbka nr 3.

Chłodzenie w powietrzu :

W strukturze otrzymanej przy tej metodzie

chłodzenia rozróżnić możemy ziarna perlitu i

ferrytu (są one małe)

Próbka nr 4.

Chłodzenie wraz z piecem :

Struktura ta różni się od poprzedniej tylko

wielkością ziarna. Wyróżnić tu możemy

gruby perlit oraz ferryt .

Wnioski :

Po przeanalizowaniu powyższych struktur doszedłem do wniosku że szybkość chłodzenia ma kolosalny wpływ na strukturę stali, a co za tym idzie również na własności danej stali. Jak widać powyżej wraz ze zmniejszaniem się prędkości chłodzenia zmienia struktura stali, zmienia się ona od struktury martenzytycznej która charakteryzuje się bardzo dużą twardością, do struktury składającej się z dużych ziaren perlitu i ferrytu. Struktura ta nie jest tak twarda jak struktura martenzytczna, lecz jest ona wytrzymała oraz odznacza się dużą sprężystością .

czas

T

M_S

czas

T

M_S

czas

T

M_S

czas

T

M_S

---