Obróbka cieplna - kolos

1. Cel wyżarzania normalizującego.

Celem wyżarzania normalizującego jest uzyskanie jednorodnej struktury drobnoziarnistej, a przez to
polepszenie własności mechanicznych stali.

2. Różnica między wyżarzaniem normalizującym, zupełnym i izotermicznym. Krzywe CTP.

Wyżarzanie normalizujące, zupełne i izotermiczne rożni się tylko chłodzeniem. I tak w normalizującym
studzenie odbywa się w spokojnym powietrzu. W zupełnym chłodzenie jest bardzo wolne, np. z
piecem w zakresie temp. A

C3

i A

CM

a A

C1

. Dalsze studzenie może odbywać się w powietrzu. W

izotermicznym następuje szybkie schłodzenie do temp. nieco niższej od A

c1

, wytrzymanie

izotermiczne w tej temp. aż do zakończenia przemiany perlitycznej i następnym chłodzeniu w

powietrzu.


Krzywe CTP dla wyżarzania:

a. normalizującego

b. zupełnego i izotermicznego

3. Dobór temp. austenityzacji oraz czasu wyżarzania normalizującego - zaznaczenie temp.

wyżarzania normalizującego na wykresie Fe-Fe

3

C.

Temp. austenityzowania jest o 30-50°C wyższa od temp.
A

C3

dla stali podeutektoidalnych i od temp. A

CM

dla stali

nadeutektoidalnych. Temp. wyżarzania normalizującego dla
określonego gatunku materiału podają zwykle karty
materiałowe. Czas grzania zależny jest od przekroju
wyżarzonego materiału (orientacyjnie 1-1,5 min na 1 mm
przekroju dla stali niestopowych podeutektoidalnych oraz
1,5-2,5 min na 1 mm przekroju dla stali niestopowych
nadeutektoidalnych).

<- temp. wyżarzania na wykresie Fe-Fe

3

C

4. Co to jest ulepszanie cieplne?

Hartowanie i wysokie odpuszczanie stanowią tzw. ulepszanie cieplne. Miarą skuteczności ulepszania
cieplnego jest stosunek R

e

:R

m

.

5. Podział hartowania ze względu na strukturę. Co to jest bainit i martenzyt.

• Hartowanie

martenzytyczne

(szybkość chłodzenia większa od krytycznej – V

k

);

• Hartowanie

bainityczne.

Bainit składa się z ziaren przesyconego węglem ferrytu z wydzieleniami węglików oraz austenitu
szczątowego.
Martenzyt składa się z ziaren przesyconego węglem ferrytu.

6. Dobór temp. austenityzacji przy hartowaniu - zaznaczenie temp. austenityzacji przy

hartowaniu na wykresie Fe-Fe

3

C

Temp. austenityzowania jest o 30-50°C wyższa od temp. A

C3

dla

stali podeutektoidalnych i od temp. A

1,3

dla stali nadeutektoidalnych.

<- temp. hartowania na wykresie Fe-Fe C

. Hartowanie powierzchniowe i objętościowe i jakie są różnice.

dy austenityzowanie obejmuje całą objętość obrabianego przedmiotu, a grubość warstwy

e polega na ograniczeniu nagrzewania do cienkiej warstwy

. Cel odpuszczania.

dpuszczanie jest końcową operacją obróbki cieplnej po hartowaniu martenzytycznym. Celem

. Co to jest krytyczna prędkość chłodzenia i krzywe CTP

ościowe dane dotyczące zależności struktury i własności stali od temperatury i czasu przemiany

rmicznego;

ykresy CTP

c

różnych stali umożliwiają określenie dla nich szybkości krytycznej V

k

, czyli najmniejszej

0. Podział odpuszczania ze względu na temperature.

• Niskie

(odprężające) - temp. 150-200°C;

1

.

3

7

G
zahartowanej zależy wyłącznie od własności materiału i szybkości chłodzenia, hartowanie jest
nazywane objętościowym.
Hartowanie powierzchniow
powierzchniowej i to jedynie w tych miejscach, które powinny być obrobione cieplnie.

8

O
odpuszczania jest usunięcie naprężeń hartowniczych (niskie), uzyskanie wysokiej wytrzymałości na
rozciąganie i granicy sprężystości (średnie) oraz zapewnienie wysokiej udarności (wysokie).

9

Il
austenitu przechłodzonego zawierają wykresy CTP: czas-temperatura-przemiana. Rozróżniamy dwa
rodzaje wykresów CTP:
CTP

i

– dla chłodzenia izote

CTP

c

– dla chłodzenia ciągłego

W
szybkości chłodzenia z temperatury austenityzowania zapewniającej uzyskanie struktury wyłącznie
martenzytycznej. Na wykresie CTP

c

szybkość krytyczna jest linią chłodzenia przebiegającą stycznie

do krzywej początku przemiany austenitu w punkcie najmniejszej trwałości austenitu
przechłodzonego.

1

• Średnie - temp. 250-500°C;

• Wysokie – temp. 500°C – A

C

11. Własności stali oraz struktura po odpuszczaniu.

wyniku odpuszczania niskiego uzyskuje się strukturę martenzytu niskoodpuszczonego, który w

zaniu rośnie wydłużenie Z, przewężenie oraz udarność; maleją natomiast własności

2. Podać przykładowe elementy poddawane odpuszczaniu.

arzędzia skrawające, części składowe łożysk tocznych (niskie); sprężyny, resory, matryce kuźnicze,

3. Czas odpuszczania. Jak się dobiera.

praktyce przyjmuje się zazwyczaj czas odpuszczania równy 1 h na każde 25 mm

2

przekroju. Dla

4. Efekt twardości wtórnej w stalach.

ęgliki pierwiastków stopowych w początkowym

iteratura:

ński „Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo”, WNT 2002

Pol. Śl. 1999

W
stalach węglowych jest mieszaniną martenzytu z dyspersyjnymi węglikami typu ε oraz austenitu
szczątkowego. Martenzyt średnioodpuszczony cechuje się dyspersyjnymi wydzieleniami cementytu.
Martenzyt wysokoodpuszczony (sorbit) nie jest przesycony węglem i charakteryzuje się bardzo
małą gęstością dyslokacji, stając się podobny do ferrytu. Występują w nim natomiast wydzielenia
cementytu.
Po odpuszc
wytrzymałościowe: twardość, wytrzymałość na rozciąganie R

m

, granica plastyczności R

e

oraz granica

sprężystości R

sp

.

1

N
młoty pneumatyczne (średnie); koła zębate, wały korbowe, wały okrętowe (wysokie).

1

W
elementów wykonanych ze stali niestopowych czasy odpuszczania są krótsze, natomiast dla stali
stopowych o niższej przewodności cieplnej zdecydowanie dłuższe.

1

W
stadium wydzielania są koherentne z osnową
martenzytyczną, co jest przyczyną wzrostu twardości,
decydując o tzw. twardości wtórnej. Przemiana
austenitu szczątkowego może wówczas zachodzić
podczas chłodzenia z temp. odpuszczania zgodnie z
mechanizmem przemiany martenzytycznej.

L
L. A. Dobrza
D. Szewieczek „Ćwiczenia Laboratoryjne z obróbki cieplnej stopów metali”, wyd.