GR. 4	WPŁYW TEMPERATURY ODPUSZCZANIA NA STRUKTURĘ I WŁASNOŚCI STALI	OCENA
IV SEM W MECH	NOGAJ JANUSZ

Odpuszczanie - jest to zabieg cieplny stosowany dla przedmiotów uprzednio zahartowanych , polegający na nagrzaniu ich do temperatury niższej od
, wygrzaniu przy tej temp. z następnym chłodzeniem wolnym lub przyspieszonym . Jest ono zwykle stosowane w celu polepszenia własności plastycznych zahartowanych elementów przy jednoczesnym usunięciu naprężeń własnych , które mogłoby doprowadzić do ich pęknięcia . Stopień usunięcia naprężeń zależy od temperatury odpuszczania (im wyższa jest temperatura odpuszczania tym większy procent naprężeń zostanie usunięty , jak to przedstawiono na rysunku ) .

Wpływ temperatury i czasu odpuszczania na wielkość maksymalnych naprężeń własnych w stali zahartowanej o zawartości 0,3 % węgla .

Temperaturę odpuszczania dobiera się w zależności od wymaganych własności . Rozróżnia się następujące rodzaje odpuszczania :

1. Odpuszczanie niskie
   , którego celem jest częściowe usunięcie naprężeń hartowniczych oraz rozkład austenitu szczątkowego przy zachowaniu wysokiej twardości . Stosowane jest do narzędzi , sprawdzianów , przedmiotów nawęglanych itp.

2. Odpuszczanie średnie
   , którego celem jest obniżenie twardości i zwiększenie odporności na uderzenie przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości i sprężystości . Odpuszczanie to znajduje zastosowanie przy obróbce cieplnej sprężyn , matryc itp.

3. Odpuszczanie wysokie
   , stosowane w celu uzyskania jak najwyższej udarności przy wystarczającej wytrzymałości na rozciąganie . Istotny jest zwłaszcza wysoki stosunek
   . W wyniku tego odpuszczania otrzymuje się strukturę sorbityczną , właściwą dla stali konstrukcyjnych . Połączenie zabiegów hartowania i wysokiego odpuszczania w celu otrzymania optymalnych własności mechanicznych nosi nazwę ulepszenia cieplnego .

Na wynik odpuszczania oprócz temperatury wpływa również , chociaż w nieco mniejszym stopniu , czas odpuszczania . Ten sam wynik można uzyskać przez krótkie odpuszczanie przy wyższej temp. lub przez dłuższe odpuszczanie przy temp. niższej . Zbyt krótki czas odpuszczania nie jest jednak korzystny ; dlatego też temperatura odpuszczania musi być tak dobrana , aby wygrzanie mogło trwać dostatecznie długo , co gwarantuje jednorodność struktury obrabianych cieplnie elementów . Chłodzenie po odpuszczaniu powinno być w zasadzie wolne , a jedynie w przypadku stali skłonnych do kruchości odpuszczania stosuje się szybsze chłodzenie w wodzie lub oleju .

Nagrzewanie w celu odpuszczania można przeprowadzić następującymi sposobami :

1. Na otwartym płomieniu obserwując barwy nalotowe : jest to najdawniej znana metoda odpuszczania .

2. Grzanie w elektrycznych piecach komorowych z termoizolacją .

3. Grzanie w kąpielach , które mogą stanowić oleje , stopione metale i stopione sole . Mają one szereg zalet , jak duża szybkość i równomierność nagrzewania , jednolita temperatura w całej wannie oraz możność dokładnej regulacji temperatury .Jednym z najlepszych sposobów odpuszczania zwłaszcza elementów małej i średniej wielkości jest odpuszczanie w kąpielach solnych . Przedmioty po odpuszczaniu w saletrzankach posiadają czystą metaliczną powierzchnię i nie wymagają żadnego czyszczenia za wyjątkiem wygotowania wodzie w celu usunięcia resztek soli .

4. Duże zalety ma odpuszczanie w specjalnych piecach elektrycznych z przymusowym obiegiem powietrza , w których przedmioty nagrzewa się w gorącym powietrzu tłoczonym wentylatorem , co zapewnia równomierne doprowadzenie ciepła .

WYKRES ZALEŻNOŚCI TEMP.ODPUSZCZANIA A ZMIANAMI OBJĘTOŚCI MATERIAŁU

Do temperatury 80°C nie stwierdza się zmian w strukturze stali zahartowanej(martenzyt). W zakresie temperatur 80°C÷200°C próbka zaczyna się zmniejszać. Jest to spowodowane zmianą martenzytu w martenzyt odpuszczony.

Wydziela się także austenit szczątkowy oraz węgiel w postaci węglików. Przy temperaturze 200°C÷300°C z austenitu wydziela się węgiel w postaci płytek. Z austenitu powstaje także martenzyt odpuszczony oraz cementyt. Objętość materiału w tym przedziale temperatur zaczyna wzrastać. zakresie temperatur 300°C÷400°C następuje wydzielanie węgla z martenzytu odpuszczonego. Z austenitu powstaje ferryt z cementytem w postaci płytek i kulek. Należy zwrócić uwagę , że w temperaturze 400°C ferryt osiąga zawartość węgla , która odpowiada równowadze(ferryt+cementyt). Możliwe jest także wystąpienie perlitu. Powyżej 400°C występuje cementyt skoagulowany. Następuje wzrost ziarna. Występuje ferryt+perlit+cementyt.

2.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest nagrzanie trzech próbek do temp. 800°C , zahartowaniu ich i odpuszczaniu w odpowiednich temp.

Struktury stali po odpuszczaniu:

STAL 35

Próbka nr 5 - 8

Odpuszczanie w temp.250 - 450°C (średnie odpuszczanie )

Iglasty martenzyt odpuszczony i cementyt , o twardości 32.34 HRC

Próbka nr 7 - 6

Odpuszczanie w temp.150 - 250 °C (niskie odpuszczanie )

Twardość 47.5 HRC

Próbka nr 9 - 10

Sorbit - odpuszczanie wysokie . Struktura sorbityczna , skumulowane ziarna cementytu drobnego na tle ferrytu . Twardość 17.19 HRC.

3.Wnioski.

Wnioski które wyciągnęliśmy po obejrzeniu pod mikroskopem dotyczące stwierdzanie rodzaju zastosowania odpuszczania , potwierdziły badanie twardości próbek .

Na drugim wykresie przedstawione są 4 własności mechaniczne i ich zachowanie się podczas temp. odpuszczania. Można stwierdzić , że wraz ze wzrostem temp. odpuszczania przemianie ulega martenzyt , rosną własności plastyczne , ale wytrzymałość na rozciąganie oraz twardość maleją. Przy temp. 500°C÷600°C otrzymujemy najlepszą twardość. Przy temp. 250°C÷500°C jest duża sprężystość natomiast twardość jest mniejsza. Natomiast przy temp. 150°C÷200°C zachowuje twardość i odporność na ścieranie oraz usuwa naprężenia hartownicze.

4

1

---