Laboratorium z Materiałoznawstwa

Hartowanie

Hartowanie jest to zabieg cieplny polegający na nagrzaniu elementu do temperatury 30—50°C powyżej Ac3-Ac1 wygrzania w tej temperaturze z następnym dostatecznie szybkim oziębieniem, w celu otrzymania struktury martenzytycznej lub bainitycznej, a przez to zwiększenia twardości stali. Na zabieg hartowania składają się więc kolejno po sobie następujące czynności:

l) nagrzanie stali do stanu austenitycznego i wygrzanie w tej temperaturze

(austenity-zowanie),

2) szybkie chłodzenie (oziębianie).

Wysokość temperatury nagrzania przy hartowaniu zależy od składu chemicznego stali, a zwłaszcza od zawartości węgla. Nagrzanie stali podeutektoidalnej powyżej temperatury Ac3 jest konieczne do uzyskania jednorodnej struktury austenitycznej. Jeśli przy nagrzaniu nie zostałaby przekroczona temperatura Ac3 to w strukturze zahartowanej stali pozostałby wolny ferryt, zmniejszając jej twardość, a po odpuszczeniu i inne właściwości mechaniczne. Stale nadeutektoidalne natomiast nagrzewa się przy hartowaniu powyżej Ac1 i to niezależnie od zawartości węgla. W tym przypadku rezygnuje się z całkowitego rozpuszczenia cementytu wtórnego w austenicie, którego obecność w strukturze zahartowanej stali jest nawet pożądana.

Próba chłodzenia czołowego.

Hartowność stali konstrukcyjnych oznacza się najczęściej za pomocą próby chłodzenia czołowego (próby Jominy'ego) ujętej normą PN-79/H-04402. Polega ona na tym, że cylindryczną próbkę, której długość wynosi 100mm a średnica 25mm nagrzewa się do temperatury hartowania, a następnie chłodzi w urządzeniu chłodniczym. Pod bezpośrednim natryskiem wody pozostaje tylko powierzchnia czołowa próbki ona chłodzona jest najbardziej intensywnie (im dalej od czoła próbki, tym chłodzenie wolniejsze). Po ostygnięciu i wyjęciu z urządzenia hartowniczego, próbkę szlifuje się wzdłuż dwu przeciwległych tworzących, a na oszlifowanych powierzchniach dokonuje się pomiaru twardości aparatem Rockwella, skala C na długości 50 mm. Wyniki pomiaru ujmuje się w postaci wykresu, oznaczając na osi odciętych odległości od czoła próbki, a na osi rzędnych odpowiednie wartości twardości. Łącząc otrzymane punkty linią ciągłą, uzyskuje się krzywą hartowności charakteryzującą przebieg spadku twardości wzdłuż długości próbki.

Przebieg ćwiczenia

W czasie ćwiczenia zbadano hartowność:

-stali węglowej (niestopowej) do ulepszania cieplnego C45

-stali stopowej narzędziowej do pracy na zimno NC6(1.3%C,1.5%Cr,0.2%N)

Próbę przeprowadzono metodą Jominy'ego . Próbki umieszczono w piecu o temp 850C na 30min .Po ziębieniu i szlifowaniu prowadzono pomiary twardośći metodą Rockwella (C,150kG,stożek diamentowy). Dla każdej stali wykonano po 10 pomiarów co 1,5mm następnie pomiary co 3mm aż do uzyskania stałej wartości twar- dości

49,5
46
38
35
34
33
33,5
33
34
29
28
26
19
26
26
26
26
26
26
26
65

---