NANOMATERIAŁY METALICZNE – WYKŁAD 9

Obróbka cieplna metali

1. Wyżarzanie – zabieg cieplny polegający na nagrzaniu matalu do odpowiedniej temp. Wygrzaniu i ostudzeniu

• Ujednorodniające

• Normalizowanie

• Zupełne

• Niezupełne

• Odprężające

1. Hartowanie – zabieg cieplny polegający na nagrzaniu stali do temp. Wyższej niż A₃ , wygrzaniu i szybkim chłodzeniu . Parametry: T, t, dT/dt, atm. Ochronna (CO₂/CO; H­₂O/H₂), dobór kąpieli chłodzącej

2. Odpuszczanie – zabieg cieplny mający na celu polepszenie wł. Plastycznych i usunięcie naprężeń hartowniczych.

Parametry hartowania:

1. Temperatura – zależy od zawartości %C

2. Czas wygrzewania T_w = t_j * g * k; t_j – czas jednostkowy wygrzewania, g – grubość przedmiotu, k – współczynnik ułożenia przdmiotów

3. Atmosfera – CO₂/CO , H₂O/H₂ (nie zachodzi ani utl. Ani redukcja- nawęglanie)

4. Kąpiel chłodząca – zależy gatunku stali i wielkości przedmiotu (woda, solanka, olej (dla stali stopowych), powietrze (metale niskotopliwe)

Utwardzalność i hartowność stali

Hartowność – zdolność do utwardzania od powierzchni w głąb materiału.

1. Wielkość ziaren austenitu

• Im grubsze ziarno tym większa hartowność

1. Jednorodność ziaren austenitu

• Większa jednorodność to większa to hartowność

1. Wtrącenia niemetaliczne (węgliki, azotki)

• Ich obecność zmniejsza hartowność

1. Dodatki stopowe

• Wszystkie za wyjątkiem Co zwiększają hartowność

1. Intensywność chłodzenia

• Intensywne chłodzenie poprawia hartowność

Badanie hartowności

1. Metoda krzywych „U” (długa i pracochłonna)

2. Metoda Jornine’go (prosta i szybka)

Twardość krytyczna – 50% T / 50% M.

Naprężenia po hartowaniu

1. Cieplne

2. Strukturalne

Rodzaje hartowania

1. Hartowanie stopniowe

2. Hartowanie izotermiczne na bajnit (hartowanie + obróbka termiczna =obróbka termomechaniczna np. patentowanie drutów)

3. Hartowanie miejscowe – nagrzewamy całość i studzimy miejsce; nagrzewamy część i studzimy całość)

4. Hartowanie powierzchniowe – gazowe, prądnicowe (indukcyjne)

Naprężenia po hartowaniu – usuwamy przez przez wyżarzanie w temp. 20-600 st.C

1. Naprężenia własne pierwszego rodzaju (makroskopowe)

2. Naprężenia własne drugiego rodzaju (naprężenia na granicach ziaren lub faz) – badane mikroskopowo

3. Naprężenia własne trzeciego rodzaju (w obszarze dyslokacji wakancji, w obszarze sieci krystalograficznej z obcym atomem, zasięg minimalny (2-3 odległości atomowe); badane poprzez mikroskopię elektronową wysokiej rozdzielczości)

Odpuszczanie – po hartowaniu rośnie nam twardość, za to maleje plastyczność i obrabialność; wzrost plastyczności i obrabialności uzyskuje się przez odpuszczanie.

Zakresy odpuszczania:

1. Niskie (ok. 80 st.C) – usunięcie naprężeń cieplnych

2. Średnie (80-200 st.C) – ingerencja w strukturę materiału

3. Wysokie (400-600 st.C) – koalescencja (martenzyt martenzyt odpuszczony)

Martenzyt Martenzyt niskoodpuszczony Martenzyt odpuszczony (troostyt odpuszczania)

• Sorbit Perlit