Element o wymiarach 125x400x50 ze stali 17HNM poddano węgloutwardzaniu z wykorzystaniem hartowania w oleju oraz łagodnym ruchu.

Określić jakiej minimalnej i maksymalnej twardości można się spodziewać w środku elementu dla różnych wytopów wyżej wymienionej stali. Jakim to odpowiada wartościom granicy plastyczności.

1. Obliczenie współczynnika B/g (125/50=2,5)

2. Wyznaczenie współczynnika k (grubość przekroju = 50)

3. Obliczenie średnicy równoważnej (FIr = k*g = 1,5*50 = 75)

4. Wyznaczenie odległości od czoła próbki

• olej + łagodny ruch → H=0,35

• środek i 0,35 → odległość od czoła=26mm

Określenie min i maksymalnej twardości w środku elementu(wykres dla konkretnej stali)

Odczytanie z wykresu Rm i Re od twardości granice plastyczności minimalną i maksymalną

Dobrać materiał na element o wymiarach 60x90x150, hartowany w wodzie, odpuszczany w temperaturze 500*C i Re min 750MPa. Co się zmieni jeżeli będziemy odpuszczać element w 600*C

1. Wyznaczenie twardości po odpuszczaniu (wykres Rm i Re od twardości)

2. Wyznaczenie twardości po hartowaniu(wykres twardość po hartowaniu od twardości po odpuszczaniu)

3. Określenie minimalnej zawartości węgla w stali(wykres twardości od zawartości martenzytu(50%))

4. Wyznaczenie współczynnika k

• Obliczenie B/g = 90/60 = 1,5

• Odczytanie z wykresu przy grubości przekroju 60

Obliczenie średnicy równoważnej FIr = k*g = 1,28*60=76,8

Wyznaczenie odległości od czoła próbki(wykres średnica prętów(równoważna) od odległości od czoła - chłodzenie w wodzie, dla środka)

Szukamy stali o zawartości min 0,3%C i twardości 35HRC w odległości 18mm od czoła próbki (wykres dla konkretnej stali np. 35HM)

Element odpuszczany w 600*C(wykres twardość po zahartowaniu od twardości po odpuszczaniu). Aby po odpuszczaniu stali w 600*C uzyskać twardość 28HRC należy wcześniej element zahartować do twardości 53HRC, z związku z tym zawartość węgla w stali musi być wyższa(wykres twardość od zawartości martenzytu)

Wyznaczyć pasmo rozrzutu twardości na przekroju pręta fi80 wykonanego ze stali 40HM po hartowaniu w oleju.

1. Wyznaczenie odległości od czoła próbki(wykres średnica prętów od odległości od czoła próbki - dla środka, 0.5promienia, 0.8promienia i dla powierzchni)

2. Wyznaczenie minimalnej i maksymalnej twardości dla różnych odległości od czoła próbki (wykres dla stali 40HM)

3. Narysować pasmo hartowności przekroju wzdłużnym pręta(twardość od głębokości - środek, powierzchnia, 0.5R...)

Podać rozkład struktury i twardości na przekroju wałka o średnicy D80 wykonanego ze stali zawierającej 0,4%C

a) po hartowaniu

b) po ulepszaniu cieplnym

1. Określenie twardości na przekroju wałka po hartowaniu(wykres twardości od zawartości martenzytu(80,90 i 100% martenzytu, co odpowiada środkowi 1/2 promienia i powierzchni dla 0,4% węgla)

• środek → 80% martenzytu +bainit/ferryt

• 1/2 promienia → 90% martenzytu + bainit/ferryt/austenit szczątkowy

• powierzchnia → 100% martenzytu

Określenie twardości na przekroju wałka po ulepszaniu cieplnym(wykres twardość po hartowaniu od twardości po odpuszczaniu)

• środek → sorbit + ferryt

• 1/2 promienia → sorbit + ferryt

• powierzchnia → sorbit

Dobrać gatunek stali na wał o średnicy 80mm, który po ulepszaniu cieplnym (hartowanie w oleju i odpuszczanie w 500*C) będzie charakteryzował się Re min 850MPa oraz posiadał 50% martenzytu w swojej osi

1. Wyznaczenie twardości po odpuszczaniu(wykres Rm i Re od twardości)

2. Wyznaczenie twardości po hartowaniu

3. Określenie minimalnej zawartości węgla w stali (wykres twardości od zawartości martenzytu)

4. Wyznaczenie odległości od czoła próbki(chłodzenie w oleju)

5. Szukamy stali o zwartości min 0,4%C i twardości 41HRC w odległości 33mm od czoła próbki: np. stal 34HNM

Wałek o średnicy 60mm, hartowany w wodzie, charakteryzuje się twardością powierzchni minimum 60HRC oraz Re min 660MPa:

a) dobrać materiał odpowiednio do przyjętej koncepcji technologicznej

b) wyznaczyć pasmo rozkładu twardości na przekroju wałka dla przyjętego wariantu rozwiązania problemu.

A.

1. Najpierw bierzemy pod uwagę rdzeń, a później powierzchnię (ulepszanie cieplne + hartowanie powierzchniowe (60HRC))

2. min Re w osi wałka - w rdzeniu 660MPa

3. Wyznaczenie twardości po odpuszczaniu(wykres Rm i Re od twardości)

4. Wyznaczenie twardości po hartowaniu

5. Określenie minimalnej zawartości węgla w stali (wykres twardości od zawartości martenzytu 50%)

6. Wyznaczenie odległości od czoła próbki (chłodzenie w wodzie, środek)

7. Szukamy stali o zawartości min 0,25%C i twardości 33HRC w odległości 15mm od czoła próbki np. stal 30HGS

B.

1. Wyznaczenie odległości od czoła próbki (dla środka, 0.5R, 0.8R i powierzchni)

2. Wyznaczenie minimalnej i maksymalnej twardości dla różnych odległości od czoła próbki (wykres stali 30HGS) → dla powierzchni wyszły za małe → przyjąć 60HRC z treści zadania

3. Narysować przebieg twardości na przekroju wałka

Dobrać materiał i temperaturę odpuszczania tulei o wymiarach: Fizewn=100 i FIwewn=25, hartowanej w oleju przy silnym ruchu. Warunek: Re min 700MPa

1. Wyznaczenie twardości po odpuszczaniu (wykres Rm i Re od twardości)

2. Wyznaczenie twardości po hartowaniu (wykres twardości po hartowaniu od twardości po odpuszczaniu)

3. Określenie minimalnej zawartości węgla w stali (wykres twardości od zawartości martenzytu)

4. Wyznaczenie odległości od czoła próbki dla 1/4promienia (silny ruch + olej → H=0.5)

5. Szukamy stali o zawartości min 0,15%C i twardości 30HRC w odległości 30mm od czoła próbki → stal 17HNM

Twardość na powierzchni hartowanego wału o średnicy 60mm nie może być mniejsza niż 35HRC. Który gatunek stali będzie lepiej spełniał to kryterium, 37HS czy 45G2?

1. Wyznaczenie odległości od czoła próbki (wykres średnica prętów od odległości od czoła dla powierzchni)

2. Porównaniu pasm hartowności obu stali (2 wykresy tych stali) → stal, dla której linie przecinają się bliżej dolnej linii jest lepsza.

---