Metaloznawstwo – ćwiczenia laboratoryjne 
 

ATH, Zakład Inżynierii Materiałowej 
Dr inż. Izabella Rajzer 

Strona 1 

 

ISTRUKCJA WYKOAIA ĆWICZEIA: ULEPSZAIE CIEPLE STALI  

Aparatura:  

Mikroskop metalograficzny, piec, twardościomierz Rockwella, szlifierka, polerka, wiaderka z 
cieczami chłodzącymi. 

Hartowanie jest to zabieg cieplny, na który składają się dwie następujące po sobie operacje: 
1)  Nagrzanie  powyżej  temperatury  przemiany:  Ac

3

  +  (30°C  -  50°C)  z  wygrzaniem  w  tej 

temperaturze, 
2) Szybkie chłodzenie w wodzie lub oleju. 

Hartowanie  ma  na  celu  otrzymanie  struktury  martenzytycznej  lub  też  pośredniej 
bainitycznej,  a  przez  to  zwiększenie  twardości.  Cechą  charakterystyczną  stali  zahartowanej 
jest  wysoka  twardość,  wytrzymałość  na  rozciąganie  i  sprężystość,  przy  jednocześnie 
zmniejszonym  wydłużeniu  i  udarności.  Stal  zahartowana  jest  twarda  i  krucha.  W  celu 
polepszenia  własności  plastycznych  i  jednocześnie  w  celu  usunięcia  naprężeń  powstałych 
podczas hartowania stosuje się odpuszczanie.   

Odpuszczanie  polega  na  nagrzaniu  stali  zahartowanej  do  pewnej  temperatury,  niższej  niż 
Ac

1

, wygrzaniu w tej temperaturze i następnym wolnym lub szybkim chłodzeniu. Wysokość 

temperatury  odpuszczania  dobiera  się  w  zakresie  150  –  650  °C,  w  zależności  od  własności, 
jakie chce się uzyskać. 

Ćwiczenie nr 1: HARTOWAIE  

CEL: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadniczymi czynnościami obróbki cieplnej 
przy hartowaniu i odpuszczaniu stali węglowej. 

Zadania do wykonania: 

1). Dobrać dla próbek stali węglowej 0,4 % C z wykresu Fe – Fe

3

C odpowiednią temperaturę 

hartowania. 
2). Obliczyć CZAS GRZAIA próbek: 

Tg =  Tn + Tw 

(1) 

gdzie:  
Tn  - czas nagrzewania;  
Tw – czas wygrzewania 
 

a)  CZAS AGRZEWAIA 

Tn = g · t

j 

· k

0

   

(2) 

g – średnica/grubość próbki; 
t

j

 – jednostkowy czas nagrzewania (patrz tabela 1); 

k

0

 – współczynnik ułożenia wsadu w piecu (patrz tabela 2). 

 

Metaloznawstwo – ćwiczenia laboratoryjne 
 

ATH, Zakład Inżynierii Materiałowej 
Dr inż. Izabella Rajzer 

Strona 2 

 

Na czas nagrzewania wpływają następujące czynniki: 

•  temperatura nagrzewania, 
•  przewodnictwo cieplne grzanego materiału, 
•  kształt przedmiotu, 
•  rodzaj pieca, 
•  sposób ułożenia przedmiotów w piecu. 

 

b)  CZAS WYGRZEWAIA (patrz tabela 3). 

 

3). Pobrać, zmierzyć, zważyć oraz oznaczyć próbki do badań, 
4). Zbadać twardość próbek przed hartowaniem, 
5). Podgrzać piec do wymaganej temperatury hartowania, 
6).  Przeprowadzić  hartowanie:  dla  próbki  oznaczonej  1  –  w  oleju,  dla  próbek  2,3,4  –  w 
wodzie (z solą).  
 

Uwaga:  

•  przy  obsłudze  pieców  używać  sprzęt  ochrony  osobistej:  fartuch  ochronny,  rękawice 

hartownicze, kleszcze kowalskie, 

•  po zanurzeniu próbki w ośrodku chłodzącym (olej, woda) należy przez około 60 ÷ 90 

sekund  poruszać  próbkę  tak,  aby  przez  cały  czas  stykała  się  z  nienagrzaną  warstwą 
cieczy chłodzącej. 

7).  Jedną  z  próbek  zahartowanych  w  wodzie  odpuścić  w  temperaturze  200°C,  a  drugą  w 
temperaturze 600°C, czas grzania 1 godzina.  

8).  Po  przeprowadzeniu  obróbki  cieplnej  (na  następnych  ćwiczeniach),  zważyć  i  zmierzyć 
próbkę,  wyrównać  powierzchnię  próbek  na  szlifierce  i  zmierzyć  twardość  na 
twardościomierzu Rockwella. Obliczyć wartość średnią z trzech pomiarów.  

9). Zbadać twardość próbek po odpuszczaniu. 

 

Ćwiczenie nr 2: STRUKTURY STALI PO HARTOWAIU I ODPUSZCZAIU 

CEL:  Celem  ćwiczenia  jest  zapoznanie  się  z  podstawowymi  strukturami  oraz 
własnościami stali węglowej po hartowaniu i odpuszczaniu. 

Zadania do wykonania: 
 
1.  Przygotować próbki do obserwacji mikroskopowych (przygotowanie zgładu), 
2.  aszkicować  zaobserwowaną  mikrostrukturę  materiału.  Opisać  zauważone  szczegóły 
mikrostruktury  badanego  materiału  (m.in.  wyróżnić  występujące  fazy).  Podać  powiększenie 
przy którym został wykonany szkic.  
3. Zrobić zdjęcia mikroskopowe próbek po obróbce cieplnej.  
4. Obliczyć zawartość węgla w stali po hartowaniu i odpuszczaniu.