B

B

a

a

d

d

a

a

n

n

i

i

e

e

s

s

t

t

r

r

u

u

k

k

t

t

u

u

r

r

y

y

s

s

t

t

a

a

l

l

i

i

w

w

s

s

t

t

a

a

n

n

i

i

e

e

w

w

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

o

o

n

n

y

y

m

m

O

O

b

b

r

r

ó

ó

b

b

k

k

a

a

c

c

i

i

e

e

p

p

l

l

n

n

a

a jest to zespół odpowiednio dobranych zabiegów cieplnych

prowadz

ą

cych do zmiany wła

ś

ciwo

ś

ci stali poprzez zmiany struktury w stanie stałym

w wyniku zmian temperatury i czasu.

Ze wzgl

ę

du na czynniki wpływaj

ą

ce na kształtowanie struktury oraz wła

ś

ciwo

ś

ci

metali i stopów mo

ż

na wyró

ż

ni

ć

nast

ę

puj

ą

ce rodzaje obróbki cieplnej:

•

obróbk

ę

ciepln

ą

zwykł

ą

,

•

obróbk

ę

cieplno-chemiczn

ą

,

•

obróbk

ę

cieplno-mechaniczn

ą

(zwan

ą

tak

ż

e obróbk

ą

cieplno-plastyczn

ą

),

•

obróbk

ę

cieplno-magnetyczn

ą

.

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e - oznacza grup

ę

operacji obróbki cieplnej zwykłej, w

wyniku których uzyskuje si

ę

w obrabianym materiale struktur

ę

zbli

ż

on

ą

do stanu

równowagi. Głównym parametrem wy

ż

arzania jest temperatura, któr

ą

dobiera si

ę

w

zale

ż

no

ś

ci od celu wy

ż

arzania i składu chemicznego materiału. Zakres temperatur

wy

ż

arzania jest bardzo szeroki (od temperatury otoczenia do temperatury bliskiej

solidusu). Zale

ż

nie od warunków uzyskania struktury ko

ń

cowej obrabianego cieplnie

materiału metalowego wyró

ż

nia si

ę

operacje wy

ż

arzania:

•

bez przemiany alotropowej

•

z przemian

ą

alotropow

ą

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

b

b

e

e

z

z

p

p

r

r

z

z

e

e

m

m

i

i

a

a

n

n

y

y

a

a

l

l

o

o

t

t

r

r

o

o

p

p

o

o

w

w

e

e

j

j

:

:

•

ujednorodnienie,

•

rekrystalizowanie,

•

odpr

ęż

anie,

•

stabilizowanie.

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

z

z

p

p

r

r

z

z

e

e

m

m

i

i

a

a

n

n

ą

ą

a

a

l

l

o

o

t

t

r

r

o

o

p

p

o

o

w

w

ą

ą

:

:

•

normalizuj

ą

ce,

•

zupełne,

•

izotermiczne,

•

grafityzuj

ą

ce.

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

,

,

k

k

t

t

ó

ó

r

r

e

e

m

m

o

o

ż

ż

e

e

b

b

y

y

ć

ć

r

r

e

e

a

a

l

l

i

i

z

z

o

o

w

w

a

a

n

n

a

a

z

z

a

a

r

r

ó

ó

w

w

n

n

o

o

z

z

u

u

d

d

z

z

i

i

a

a

ł

ł

e

e

m

m

,

,

j

j

a

a

k

k

i

i

b

b

e

e

z

z

u

u

d

d

z

z

i

i

a

a

ł

ł

u

u

p

p

r

r

z

z

e

e

m

m

i

i

a

a

n

n

y

y

f

f

a

a

z

z

o

o

w

w

e

e

j

j

:

:

•

wy

ż

arzanie sferoidyzuj

ą

ce.

Zastosowanie operacji wy

ż

arzania jest okre

ś

lone stanem technologicznym

obrabianego cieplnie materiału metalowego. Operacje wy

ż

arzania bez udziału

przemian fazowych znajduj

ą

stosuje si

ę

dla

ż

elaza i jego stopów i dla metali

nie

ż

elaznych i ich stopów. Grupa operacji obróbki cieplnej z udziałem przemiany

fazowej w zasadzie jest do stopów

ż

elaza z w

ę

glem. Operacj

ą

wy

ż

arzania, maj

ą

c

ą

zastosowanie jedynie do

ż

eliw, jest wy

ż

arzanie grafityzuj

ą

ce.

Zakresy

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

u

u

j

j

e

e

d

d

n

n

o

o

r

r

o

o

d

d

n

n

i

i

a

a

j

j

ą

ą

c

c

e

e

(

(

u

u

j

j

e

e

d

d

n

n

o

o

r

r

o

o

d

d

n

n

i

i

e

e

n

n

i

i

e

e

,

,

h

h

o

o

m

m

o

o

g

g

e

e

n

n

i

i

z

z

o

o

w

w

a

a

n

n

i

i

e

e

)

)

Cel wy

ż

arzania:

Zmniejszenie niejednorodno

ś

ci składu chemicznego.

Sposób wykonania:

Nagrzanie stali do temperatury 1050

÷

1250C, (ok. 100

÷

200C poni

ż

ej

temperatury pocz

ą

tku nadtopie

ń

, czyli linii solidus), wygrzanie i nast

ę

pne studzenie.

Zastosowanie:

Odlewy staliwne, elementy spawane oraz utwardzone przez odkształcenia

plastyczne.

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

r

r

e

e

k

k

r

r

y

y

s

s

t

t

a

a

l

l

i

i

z

z

u

u

j

j

ą

ą

c

c

e

e

.

.

Cel wy

ż

arzania:

Spowodowanie rekrystalizacji.

Sposób wykonania:

Nagrzanie stali do temperatury wy

ż

szej od temperatury rekrystalizacji,

wygrzanie i nast

ę

pne chłodzenie z dowoln

ą

szybko

ś

ci

ą

.

Zastosowanie:

Stale odkształcone plastycznie.

Struktura stali

niskow

ę

glowej po

odkształceniu

plastycznym na zimno

wy

ż

arzaniu

rekrystalizuj

ą

cym, w

obr

ę

bie obszarów o

krytycznym stopniu

odkształcenia. Du

ż

e

zrekrystalizowanie ziarna

oraz małe w obszarach

o stopniu odkształcenia
wy

ż

szym ni

ż

krytyczne.

Powi

ę

kszenie 500x

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

o

o

d

d

p

p

r

r

ę

ę

ż

ż

a

a

j

j

ą

ą

c

c

e

e

i

i

s

s

t

t

a

a

b

b

i

i

l

l

i

i

z

z

u

u

j

j

ą

ą

c

c

e

e

.

.

Cel wy

ż

arzania:

Usuni

ę

cie

napr

ęż

e

ń

odlewniczych,

spawalniczych,

cieplnych

oraz

spowodowanych przeróbk

ą

plastyczn

ą

na zimno. Nie wi

ąż

e si

ę

ze zmianami

struktury stali.

Sposób wykonania:

Nagrzanie stali do temperatury ni

ż

szej od Ac1, wygrzanie i nast

ę

pne powolne

studzenie.

Zastosowanie:

Cz

ęś

ci spawane, odlewy, materiały po obróbce plastycznej.

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

n

n

o

o

r

r

m

m

a

a

l

l

i

i

z

z

u

u

j

j

ą

ą

c

c

e

e

.

.

Cel wy

ż

arzania:

Uzyskanie jednorodnej struktury drobnoziarnistej, a przez to polepszenie

własno

ś

ci mechanicznych. Stosowane głównie dla stali podeutektoidalnych.

Sposób wykonania:

Nagrzanie stali do temperatury 30

÷

50oC powy

ż

ej linii Ac3, wygrzanie

studzenie w spokojnym powietrzu. Dla stali nadeutektoidalnych stosuje si

ę

czasami

tzw. Normalizowanie niezupełne (temperatury wygrzewania znajduj

ą

si

ę

w zakresie

A1

÷

Accm).

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

z

z

p

p

r

r

z

z

e

e

m

m

i

i

a

a

n

n

ą

ą

i

i

z

z

o

o

t

t

e

e

r

r

m

m

i

i

c

c

z

z

n

n

ą

ą

Cel wy

ż

arzania:

Zmniejszenie twardo

ś

ci.

Sposób wykonania:

Nagrzanie stali do temperatury 30

÷

50C powy

ż

ej Ac1, wygrzanie, szybkie

ochłodzenie do temperatury pomi

ę

dzy Ar1

÷

550C, wytrzymanie izotermiczne przy tej

temperaturze a

ż

do zako

ń

czenia przemiany perlitycznej i nast

ę

pne chłodzenie w

powietrzu. Stosowane jest cz

ę

sto jako wy

ż

arzanie zmi

ę

kczaj

ą

ce.

Zastosowanie:

Stale stopowe, które po wy

ż

arzaniu normalizuj

ą

cym maj

ą

za wysok

ą

twardo

ść

.

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

s

s

f

f

e

e

r

r

o

o

i

i

d

d

y

y

z

z

u

u

j

j

ą

ą

c

c

e

e

Cel wy

ż

arzania:

Zmniejszenie twardo

ś

ci wskutek zmiany kształtu wydziele

ń

cementytu na sferoidalny. Wy

ż

arzanie to nazywane jest równie

ż

wy

ż

arzaniem

zmi

ę

kczaj

ą

cym.

Sposób wykonania:

Nagrzanie stali do temperatury zbli

ż

onej do Ac1, wygrzanie i

nast

ę

pne bardzo wolne chłodzenie do 600C. Dalsze studzenie mo

ż

e by

ć

dowolne. Wygrzewanie mo

ż

e równie

ż

by

ć

wykonane wahadłowo wokół temperatury

Ac1 (ok.

±

20C). Wy

ż

arzanie sferoidyzuj

ą

ce mo

ż

na równie

ż

wykona

ć

stosuj

ą

c

wy

ż

arzanie z przemian

ą

izotermiczn

ą

.

W

W

y

y

ż

ż

a

a

r

r

z

z

a

a

n

n

i

i

e

e

g

g

r

r

a

a

f

f

i

i

t

t

y

y

z

z

u

u

j

j

ą

ą

c

c

e

e

.

.

Cel wy

ż

arzania:

Rozkład cementytu.

Sposób wykonania:

Wy

ż

arzanie grafityzuj

ą

ce polega na nagrzaniu wsadu do temperatury powy

ż

ej

Ac3, wygrzaniu w tej temperaturze przez do rozkładu cementytu a pó

ź

niej

chłodzeniu.

Zastosowanie:

Ż

eliwa

B

B

a

a

d

d

a

a

n

n

i

i

a

a

s

s

t

t

r

r

u

u

k

k

t

t

u

u

r

r

a

a

l

l

n

n

e

e

.

.

B

B

a

a

d

d

a

a

n

n

i

i

a

a

m

m

a

a

k

k

r

r

o

o

s

s

k

k

o

o

p

p

o

o

w

w

e

e

.

.

Wykonuj

ą

c badania makroskopowe (zaliczane do bada

ń

metalograficznych) przeprowadza si

ę

o ocen

ę

jako

ś

ci gotowych wyrobów. Celem

tych bada

ń

jest wykrycie nieci

ą

gło

ś

ci materiału w postaci p

ę

kni

ęć

, p

ę

cherzy, jam

skurczowych oraz niejednorodno

ś

ci chemicznych i mikrostrukturalnych, a wi

ę

c

czynników, które obni

ż

aj

ą

jako

ść

gotowych produktów. Badania te przeprowadza si

ę

poddaj

ą

c obserwacji nieuzbrojonym okiem lub stosuj

ą

c powi

ę

kszenie do około 30

razy powierzchni, odpowiednio przygotowanych przełomów lub powierzchni
wyszlifowanych, które mog

ą

by

ć

wytrawione odpowiednimi odczynnikami.

B

B

a

a

d

d

a

a

n

n

i

i

a

a

m

m

i

i

k

k

r

r

o

o

s

s

k

k

o

o

p

p

o

o

w

w

e

e

.

.

Okre

ś

lenie cech mikrostruktury przeprowadza si

ę

przy zastosowaniu

mikroskopowych bada

ń

metalograficznych wykorzystuj

ą

c metalograficzny mikroskop

optyczny lub elektronowy.

B

B

u

u

d

d

o

o

w

w

a

a

m

m

i

i

k

k

r

r

o

o

s

s

k

k

o

o

p

p

u

u

i

i

j

j

e

e

g

g

o

o

z

z

d

d

o

o

l

l

n

n

o

o

ś

ś

ć

ć

r

r

o

o

z

z

d

d

z

z

i

i

e

e

l

l

c

c

z

z

a

a

.

.

M

M

i

i

k

k

r

r

o

o

s

s

k

k

o

o

p

p

m

m

e

e

t

t

a

a

l

l

o

o

g

g

r

r

a

a

f

f

i

i

c

c

z

z

n

n

y

y

ś

ś

w

w

i

i

e

e

t

t

l

l

n

n

y

y jest zbudowany jest tak,

ż

e

obraz obserwowanej próbki tworz

ą

promienie odbite od jej powierzchni, dlatego

ka

ż

dy mikroskop metalograficzny wyposa

ż

ony jest w odpowiedni o

ś

wietlacz. Układ

optyczny najprostszego mikroskopu

ś

wietlnego składa si

ę

z dwóch podstawowych

zespołów soczewek – obiektywu i okularu. Soczewki te umieszczone s

ą

współosiowo

na przeciwległych ko

ń

cach tubusu. Obiektyw mikroskopu daje obraz powi

ę

kszony,

rzeczywisty i odwrócony obraz przedmiotu, który jest powtórnie powi

ę

kszony przez

okular i jest obrazem pozornym prostym w stosunku do po

ś

redniego, ale

odwróconym wzgl

ę

dem obserwowanego przedmiotu.

------------

Przydatno

ść

mikroskopu do celów metalograficznych ocenia si

ę

na podstawie:

powi

ę

kszeniu całkowitego, zdolno

ś

ci rozdzielczej, gł

ę

bi ostro

ś

ci i kontrastu obrazu.

Powi

ę

kszenie całkowite jest to iloczyn powi

ę

kszenia obiektywu i

okularu; obiektyw posiada zdolno

ść

rozró

ż

niania szczegółów na obserwowanej

powierzchni zgładu, a okular powi

ę

ksza obraz utworzony przez obiektyw nie

uwidaczniaj

ą

c jego nowych szczegółów.

T

T

e

e

c

c

h

h

n

n

i

i

k

k

i

i

o

o

b

b

s

s

e

e

r

r

w

w

a

a

c

c

j

j

i

i

m

m

i

i

k

k

r

r

o

o

s

s

k

k

o

o

p

p

o

o

w

w

y

y

c

c

h

h

.

.

•

O

O

b

b

s

s

e

e

r

r

w

w

a

a

c

c

j

j

a

a

w

w

p

p

o

o

l

l

u

u

j

j

a

a

s

s

n

n

y

y

m

m

.

.

Promienie po przej

ś

ciu przez obiektyw padaj

ą

na płaszczyzn

ę

próbki

prostopadle do osi optycznej mikroskopu, a promienie odbite wpadaj

ą

z powrotem do

obiektywu.

O

O

b

b

s

s

e

e

r

r

w

w

a

a

c

c

j

j

a

a

w

w

p

p

o

o

l

l

u

u

c

c

i

i

e

e

m

m

n

n

y

y

m

m

.

.

Polega na skierowaniu promieni

ś

wietlnych na powierzchnie zgładu z

pomini

ę

ciem obiektywu – promienie przechodz

ą

przez pier

ś

cieniow

ą

przysłon

ę

i

odbijaj

ą

si

ę

od płaskiego zwierciadła i padaj

ą

na próbk

ę

. Obraz uzyskany w polu

ciemnym jest negatywem obrazu obserwowanego w polu jasnym.