Obr cieplna 1, STOPY ŻELAZO - WĘGIEL


OBRÓBKA CIEPLNA

Dzięki swoim wysokim własnością mechanicznym, łatwości obróbki, taniości oraz łatwej przeróbki stal i żeliwo zyskało duże znaczenie jako materiał konstrukcyjny, i do produkcji wyrobów codziennego użytku. Jednakże stopy te nie osiągnęły by tak dużego znaczenia , gdyby były używane w stanie nieobrobionym cieplnie. Ponieważ istnieją odmiany alotropowe żelaza można zmieniać własności stopów na drodze obróbki cieplnej, co rozszerza zakres ich stosowania.

Obróbka cieplna jest to zabieg lub grupa zabiegów cieplnych mających na celu zmianę struktury metali i stopów w stanie stałym. Zmiany te są związane z przemianami fazowymi. Celem jest polepszenie własności fizyko-chemicznych czy też chemicznych. Uzyskuje się to poprzez podnoszenie lub obniżenie temperatury obrabianego cieplnie przedmiotu. Dodatkowo stosuje się procesy:

Do najważniejszych zabiegów obróbki cieplnej należą:

Do podstawowych zabiegów obróbki cieplnej zwykłej należy:

  1. Wyżarzanie

Jest to zabieg polegający na nagrzaniu stali do określonej temperatury, wygrzaniu w niej i następnym powolnym chłodzeniem (studzeniem). W zależności od celu jaki pragniemy osiągnąć, oraz temperatury wygrzania i sposobu studzenia wyróżniamy:

  1. Hartowanie

Jest to zabieg cieplny polegający na nagrzaniu elementu do odpowiedniej temperatury (powyżej Ac1-Ac3), wygrzaniu przy tej temperaturze i następnie dostatecznie szybkim oziębieniu w celu otrzymania struktury martenzytycznej (przemiana żelaza γ na żelazo α bez zmiany koncentracji węgla w roztworze stałym) lub bainitycznej (mieszaniny ferrytu przesyconego węglem i węglików). Ma ono na celu zwiększenie twardości stali. Wysokość temperatury nagrzania przy hartowaniu zależy od składu chemicznego stali, a szczególnie od zawartości węgla. Należy również brać wielkość przedmiotu, a czas wygrzewania musi być na tyle długi aby przemiany zachodzące podczas hartowania nastąpiły w całym przekroju obrabianego elementu. Cecha określającą przydatność stali do obróbki cieplnej jest tzw. hartowność, czyli zdolność do tworzenia struktury martenzytycznej podczas hartowania. Różne gatunki stali hartują się na różną głębokość. Maksymalna średnica, przy której próbka zostaje zahartowana na wskroś jest nazwana średnicą krytyczną. Średnica krytyczna dla bardziej energicznych ośrodków chłodzących (woda) jest większa niż dla ośrodków chłodzących wolniej.

Ośrodki chłodzące z uwagi na stan skupienia można podzielić na stałe, ciekłe i gazowe. Najczęściej stosowane są ośrodki ciekłe do których zaliczamy:

Na hartowność stali ma wpływ wiele czynników, z których najważniejsze to skład chemiczny stali, dodatek intensyfikatorów, wielkość ziarna, jego jednorodność oraz nie rozpuszczone cząstki jak tlenki, węgliki, azotki.

Ze względu na sposób chłodzenia wyróżniamy następujące rodzaje hartowania:

W zależności od sposobu nagrzewania wyróżniamy:

  1. Odpuszczanie

Jest to zabieg cieplny stosowany do przedmiotów uprzednio zahartowanych. Polega on na nagrzaniu przedmiotów do odpowiedniej temperatury (poniżej A1) niższej niż przy hartowaniu, wygrzaniu w tej temperaturze z następnym powolnym lub przyśpieszonym chłodzeniem. Ma ono na celu usunięcie naprężeń własnych oraz polepszenie własności plastycznych zahartowanych elementów. Stopień usunięcia naprężeń własnych zależy od temperatury odpuszczania, którą dobiera się w zależności od wymaganych własności. W przypadku stali węglowych i niskostopowych odpuszczanie powoduje spadek twardości i wytrzymałości oraz wzrost ciągliwości. W stalach wysokostopowych odpuszcanie powoduje wzrost twardości (tzw. wtórne utwardzanie). W zależności od temperatury odpuszczania wyróżniamy:

Na wynik odpuszczania ma również wpływ czas trwania operacji, przy czym zbyt krótki czas odpuszczania nie jest zbyt korzystny. Chłodzenie po odpuszczaniu powinno być powolne, jedynie w przypadku stali skłonnych do kruchości odpuszczania stosuje się chłodzenie w wodzie lub oleju.

W celu nagrzana obrabianego przedmiotu można stosować:

  1. Utwardzanie wydzieleniowe (dyspersyjne)

Przesycanie oraz starzenie stanowią proces zwany utwardzaniem dyspersyjnym. Stosuje się go głównie do stopów metali nieżelaznych nie wykazujących przemian alotropowych oraz stali o strukturze austenistycznej.

Przesycanie polega na nagrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury (powyżej linii granicznej rozpuszczalności), wygrzaniu i szybkim oziębieniu. W wyniku przesycania uzyskuje się strukturę jednofazową, której następuje niewielkie zmniejszenie własności wytrzymałościowych i twardości stopu z równoczesnym zwiększeniem własności plastycznych.

Starzenie polega na nagrzaniu uprzednio przesyconego stopu do temperatury wyższej od temperatury otoczenia a niższej niż przy przesycaniu, wygrzaniu i studzeniu. Powoduje zwiększenie twardości i wytrzymałości stopu przy niewielkim obniżeniu własności plastycznych na skutek wydzielania się z roztworu stałego cząsteczek powodujących umocnienie stopu przez blokowanie ruchu dyslokacji. Uzyskana zmiana własności zależy od ilości wydzielonego składnika i jego stopnia dyspersji będące funkcją temperatury i czasu starzenia.

  1. Obróbka podzerowa

Zwana również wymrażaniem polegająca na chłodzeniu stali bezpośrednio po hartowaniu do temperatury niższej od 0oC, wychłodzeniu w tej temperaturze i następnie ogrzaniu do temperatury otoczenia. Powinna być przeprowadzona niezwłocznie po hartowaniu. Ma na celu rozłożenie austenitu na martenzyt, dzięki czemu zwiększa się twardość. Dzięki niej uzyskuje się stabilizację wymiarów obrabianych przedmiotów, oraz dokończenie przemiany martenzytycznej.

  1. Wady powstające podczas obróbki cieplnej

Do podstawowych wad, które mogą być spowodowane obróbką cieplną stali należą:

Przyczyny wad hartowniczych:

1

4

Materiałoznawstwo - obróbka cieplna

Jan Wrona



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ĺ»elazo-wÄ™giel, STOPY ŻELAZO - WĘGIEL
Stale węglowe 1, STOPY ŻELAZO - WĘGIEL
2 5 Stopy żelazo węgiel
Stale stopowe, STOPY ŻELAZO - WĘGIEL
sprawozdanie z ukladu zelazo wegiel, Studia, Materiałoznastwo, Metaloznastwo i Podstawy Obrobki Ciep
żelazo węgiel, techniki wytwarzania z materiałoznawstwem
Obr cieplna, sem 3, materiałoznawstwo
wykres żelazo węgiel
ściąga wykres żelazo węgiel
Układ Żelazo węgiel
Uklad zelazo wegiel 3
Obr cieplna
obr cieplna, 5

więcej podobnych podstron