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

2. 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

3. 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

2. Jednorodność ziaren austenitu

• Większa jednorodność to większa to hartowność

3. Wtrącenia niemetaliczne (węgliki, azotki)

• Ich obecność zmniejsza hartowność

4. Dodatki stopowe

• Wszystkie za wyjątkiem Co zwiększają hartowność

5. 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

---