Jarosław Długosz Poznań 2002-01-07

Obróbka cieplna stali 50S2

Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z wpływem różnych operacji obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności mechaniczne stali 50S2.

Miałem do dyspozycji pięć próbek ze stali 50S2. Każda z nich została poddana innej obróbce cieplnej wg. tabeli:

Warunki obróbki cieplnej próbek

Nr próbki	Warunki austenityzowania	Sposób chłodzenia	Warunki odpuszczania	Podać nazwę operacji obróbki cieplnej
1	Stan dostawy	-	-	-
2	850°C	„woda”	-	Hartowanie
3	850°C	Na powietrzu	-	Wyżarzanie normalizujące
4	850°C	"woda"	600°C	Ulepszanie cieplne
6	850°C	Kąpiel solna	-	Hartowanie bainityczne z przemianą izotermiczną

Orientacyjne czasy nagrzewania i wygrzewania w procesach hartowania i odpuszczania zostały dobrane z odpowiedniej tabeli i wynoszą odpowiednio:

1. dla hartowania, normalizowania, wyżarzania zupełnego:

- nagrzewanie 6 min.

-wygrzewanie 1,5 min.

2. dla odpuszczania:

- nagrzewanie 7,5 min.

- wygrzewanie 1,85 min.

Wyniki:

Wyniki pomiarów twardości i udarności

Nr próbki	Rodzaj obróbki cieplnej	Twardość		Udarność KCV3\150 J\cm	Przewidywana struktura
						HV 30	HRC
1	Bez obróbki	150	-	-	Perlit+Ferryt
2	Hartowanie	636	63	1,8	Martenzyt+auste-nit szczątkowy
3	Wyżarzanie normalizujące	151	26	32	Perlit+Ferryt(dro-bnoziarnistość)
4	Ulepszanie cieplne	185	29	Powinno być 40 natomiast było 6	Sorbit
6	Hartowanie bainityczne z przemianą izotermiczną	248	45	66	Bainit

Zadania do wykonania:

1. Podać w jakiej odległości od czoła próbki Jominy'ego (l
   
   i l
   
   )
   wystąpi twardość krytyczna, która dla stali 50S2 wynosi 46HRC.

l

= 4mm

l

= 10mm

Jakiej odpowiada to średnicy krytycznej dla wody i oleju (wg. PN-79/H-04402) ?

- dla oleju : d
=10mm, d
=28mm

- dla wody : d
=20mm, d
=44mm

2. Jakich własności mechanicznych spodziewamy się na próbkach ze stali 50S2 po hartowaniu i odpuszczaniu w temp. 450°C i 600°C ?

• odpuszczanie w temp. 450°C

A
= 10% Z =40% HRC= 42 Re=1320MPa Rm= 1450 MPa

• odpuszczanie w temp. 600°C

A
=20% Z =50% HRC= 30 Re=850MPa Rm= 1000MPa

3. Zaproponować warunki hartowania izotermicznego stali 50S2 na bainit dolny o twardości 50HRC

Szybkość chłodzenia od 850°C do 330°C w 3 sek. wynosi : V= 175°C/s.

Czas wygrzewania izotermicznego w temp. 330°C wynosi : t= 17 min.

Wnioski:

Porównując wartości twardości z tabeli z wartościami odczytanymi z wykresu dla odpuszczania w temp. 450°C i 600°C widać, że odzyskaliśmy lepsze wyniki twardości, a co za tym idzie lepsze parametry Re i Rm. Obniżyły się bez wątpienia parametry plastyczności A
i Z . Wynika to prawdopodobnie z dobranych przez nas czasów.

Minimalna średnica krytyczna dla chłodzenia w wodzie wynosi 20mm. Moja próbka miała 6mm, a więc na pewno została zahartowana na wskroś.

Jeżeli chodzi o udarność próbki nr 4 wyniosła ona 6 J/cm
a je wartość powinna wynosić ok.40 J/cm
,drastyczny spadek udarności był spowodowany wystąpieniem pęknięcia hartowniczego na powierzchni badanej próbki.

Wyliczone czasy procesu OC nie pokrywały się z rzeczywistością, było to związane z warunkami technicznymi.