Politechnika Białostocka

Wydział Mechaniczny

Laboratorium z przedmiotu:

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

Temat ćwiczenia: Obróbka cieplno-chemiczna stali.

Prowadzący ćwiczenia: mgr inż. B. Dąbrowski

Grupa laboratoryjna: 10

Świerżewski Daniel

Data wykonania ćwiczenia: 15.11.2005 r.

1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się studentów z istotą oraz różnymi metodami obróbki cieplno-chemicznej stali

2. Opis stanowiska badawczego.

• piec elektryczny oporowy

• skrzynia metalowa z węglem drzewnym

• próbki ze stali 15 w stanie surowym , po nawęglaniu i obróbce cieplnej

• twardość Brinella i Rockwella

• mikroskop metalograficzny

• próbki stali po nawęglaniu i hartowaniu

3. Przebieg realizacji eksperymentu.

1. Umieścić w skrzynce próbki ze stali 15 w celu nawęglania

2. Wstawić do pieca o temperaturze 880 ÷ 920° C zamkniętą szczelnie skrzynkę na okres 1 godziny.

3. Po upływie tego czasu wyciągnąć próbki ze skrzyni i jedną poddać hartowaniu.

4. Zmierzyć i porównać twardości próbek: w stanie surowym , po nawęglaniu i po hartowaniu.

5. Przeprowadzić obserwacje metalograficzne struktur stali po nawęglaniu i obróbce cieplnej.

4. Zestawienie i analiza wyników badań.

Stal 15 po nawęglaniu

1. Struktura ferrytyczno-perliyyczna.

2. Perlit

3. Perlit z wydzieleniem cementytu

Stal 15 po hartowaniu i odpuszczaniu niskim

1. ferryt-bainit

2. martenzyt

3. martenzyt z wydzieleniami cementytu

5. Wnioski.

W wyniku nawęglania tworzy się bogata w węgiel warstwa powierzchniowa, której własności warunkowe są zależne od struktury i głębokości nasycenia. Głębokość sfery dyfuzyjnej i jej struktura uzależnione są z kolei od następujących parametrów procesu: temperatury, czasu nawęglania, gatunku stali i rodzaju obróbki cieplnej. Optymalną strukturą warstwy nawęglanej jest perlit, przy czym przejście od struktury perlityczne do ferrytyczno-perlitycznego rdzenia jest łagodne, w przypadku gdy jest ostre może być ono powodem łuszczenia się warstwy. Możemy tego uniknąć stosując niższe temperatury nagrzewania i dłuższe czasy nawęglania.

Główną wadą nawęglania są naprężenia tworzące się po hartowaniu, między warstwą powierzchniową a rdzeniem którego struktura powinna być martenzytyczna lub baintyczna. W celu zmniejszenia tych naprężeń, po hartowaniu stosuje się odpuszczanie niskie.

---