Nazwisko i Imię: Kołodziej Arkadiusz	Wydział / Grupa MiIM / IV	Grupa 5
Temat: Badania hartowności stali konstrukcyjnych	Data: 30.04.1999 LAB: 10	OCENA:

Cel ćwiczenia:

Zbadanie hartowności stali konstrukcyjnej (metodą Jominyego) zapoznanie się ze sposobem wykorzystania danych o hartowności przy doborze stali na części maszyn oraz w praktyce obróbki cieplnej.

Wprowadzenie teoretyczne:

Hartowanie jest obróbka cieplna metali polegająca na nagrzewaniu materiału do temperatury, w której zachodzą przemiany fazowe, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie odpowiednio szybkim chłodzeniu. Zabieg ten ma na celu utwardzenie materiału. Hartowanie może obejmować całą objętość przedmiotu lub tylko warstwy powierzchniowe.

0,008 0,77 2,11 %C

Stale podeutektoidalne podgrzewa się do temperatury 30 - 50°C powyżej Ac₃ ,

natomiast stale nadeutektoidalne hartuje się od temperatury przekraczającej o 30 - 50* C powyżej linii Ac₁.Stale nagrzewa się do tej temperatury w celu ujednorodnienia struktury astenitycznej oraz aby ziarna austenitu nie były zbyt duże. Stale nadeutektoidalne nie podgrzewa się powyżej linii Ac_cm tylko Ac₁ ponieważ rozpuszczanie zawartego w niej cementytu jest nieekonomiczne gdyż zużywałoby się więcej energii oraz powodowałoby obniżenie twardości na wskutek jego ubytku jak i wzrostu austenitu szczątkowego. Rozpuszczenie cementytu doprowadziłoby również do rozrostu ziarn austenitu.

Przemiana martenzytyczna jest przemianą bezdyfuzyjną i zachodzi przy dużym przechłodzeniu austenitu do temperatury M_s , początku tej przemiany , przy chłodzeniu z szybkością większą od krytycznej *_k. W wyniku tej przemiany powstaje martenzyt, czyli przesycony roztwór węgla w żelazie *. Przemiana martenzytyczna zachodzi pod warunkiem ciągłego obniżania temperatury w zakresie od temperatury początku przemiany M_s, do temperatury M_f jej końca.

Wartość temperatury M_s i M_f zależą od składu chemicznego austenitu i obniżają się ze zwiększeniem stężenia węgla w austenicie oraz wszystkich niemal dodatków stopowych z wyjątkiem Al i Co.

Przebieg ćwiczenia:

1. Materiał do badań - stal 40H o składzie: 0,4%C, 10%Cr, 0,7%Mn, 0,25%Si, 0,03%S.

2. Praktyczne przeprowadzenie próby hartowania w temperaturze około 850°C, w czasie 30 minut.

3. Badanie twardości w jednostkach

Zestawienie wyników:

Odległość od czoła [mm]	Twardość [HRC]	Odległość od czoła [mm]	Twardość [HRC]
1,5 3,0 5,0 7,0 9,0 11 13 15 20 25 30 35	59 56 54 54 54 51 53 54 46 43 40 39	40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90	38 37 36 29 26 24 22,5 23 22 22 22

Wykres zależności twardości od odległości od czoła.

Opracowanie wyników:

Z wykresu zależności struktury półmartenzytycznej od zawartości węgla odczytujemy twardość. Zawartość węgla dla badanej próbki wynosi 0,4%, a twardość 45 HRC. Dla twardości 45 HRC ze sporządzonego wykresu odczytuję odległość krytyczną, która wynosi l_k=22 mm . Z wykresu zależności odległości od chłodzenia czoła próbki Jominy'ego i średnicy pręta chłodzenia odczytuję średnicę krytyczną i idealną średnicę krytyczną, które wynoszą D_k = 90 mm , D_ki = 110 mm.

Wnioski:

`Wykres nie pokazuje idealnej hiperboli. Może to wynikać z nieumiejętności wykonanie pomiaru. Wykres pokazuje spadek twardości zahartowanego materiału od odległości od czoła. Twardość badanej próbki maleje do około 80 mm, co świadczy o zahartowaniu jej do tej odległości.

3

727°C

Przedział 30-50*C

---