LABORATORIUM MATERIAŁOZNAWSTWA
WYDZIAŁ TRANSPORTU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ	Artur Szcześniak				OCENA:
ROK AKADEMICKI 2010/2011		GRUPA T8		PODGRUPA C
ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: OBRÓBKA CIEPLNA STALI WĘGLOWEJ
DATA WYKONANIA ĆWICZENIA 18.10.2010			DATA ODDANIA ĆWICZENIA 08.11.2010

SPRAWOZDANIE

Różne rodzaje obróbki cieplnej materiałów konstrukcyjnych.

Hartowanie polega na nagrzewaniu przedmiotu do temperatury, w której następuje wytworzenie struktury austenitu, z następnym szybkim chłodzeniem w wodzie lub oleju w celu otrzymania struktury martenzytycznej. Temperaturę hartowania stali określa się w zależności od temperatur A
, A
i A
. Optymalna temperatura hartowania stali podeutektoidalnych jest zwykle wyższa o 30÷50°C od temperatury A
, a stali eutektoidalnych i nadeutektoidalnych - wyższa o 30÷50°C od A
.

Rys. 14. Zakres temperatur hartowania stali węglowych.

Hartowanie stali podeutektoidalnych od temperatur wyższych od A
,lecz niższych od A
, jest niekorzystne ponieważ w strukturze obok martenzytu występuje również
nawet nieco zmniejsza wskutek zwiększania ilości austenitu szczątkowego i rozpuszczenia się cementytu. Ponadto podczas nagrzewania powyżej A
rośnie ziarno austenitu i zwiększa się możliwość powstania dużych naprężeń hartowniczych. Rozrost ziaren austenitu powoduje, że w stali zahartowanej otrzymuje się strukturę martenzytu o grubych igłach i grubokrystaliczny przełom co jest powodem małej ciągliwości i niskiej udarności stali.

Odpuszczanie jest obróbką cieplną, którą stosuje się do stali uprzednio zahartowanej. Stal podawaną odpuszczaniu wygrzewa się w temperaturze niższej od temperatury przemiany eutektoidalnej i chłodzi na wolnym powietrzu do temperatury otoczenia. Podczas odpuszczania zasadniczy składnik strukturalny zahartowanej stali węglowej - martenzyt rozpada się przez wydzielenie dyspersyjnych ziarenek cementytu i powstają takie struktury jak troostyt odpuszczania oraz sorbit odpuszczania. W zależności od stosowanej temperatury wygrzewania stali wyróżnia się trzy rodzaje odpuszczania: niskie, średnie i wysokie.

Wyżarzanie jest zabiegiem cieplnym polegającym na nagrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i studzeniu do temperatury otoczenia. Szybkość chłodzenia po wygrzaniu w temperaturze wyższej od temperatury przemian powinna być niewielka, gdyż szybkie chłodzenie uniemożliwiłoby powstanie faz zgodnych ze stanem równowagi stopu. Po wyżarzeniu w zakresie temperatury poniżej przemian

Opis przebiegu ćwiczenia.

Na początku dostałem informacje na temat 5 próbek, które już wcześniej zostały włożone do pieca nagrzanego do temperatury ok. 850°. Były to nazwy próbek, ich oznaczenia, zawartość procentowa węgla i wartości z pomiaru twardości metodą Rockwella w skali „B” przed hartowaniem.

Po czasie rozgrzania się próbek do odpowiedniej temperatury przystąpiłem do hartowania poprzez chłodzenie w wodzie. Po kolei wyjmowałem je z pieca, wkładałem do wody poruszając nimi ruchem okrężnym do momentu aż przestaną „syczeć” i odkładałem na specjalny podest. Następnie próbki oczyściłem i poddałem badaniom twardości metodą Rockwella w skali „C”.

Następnie korzystając z tablic przekształciłem odpowiednie wartości z pomiarów twardości metodą Rockwella na skalę Vickers'a. Na koniec obliczyłem przyrost twardości po hartowaniu każdej z próbek. Wszystkie wyniki zawiera poniższa tabelka.

stal		% C	przed hartowaniem		po hartowaniu		PH
						HRB		HV	HRC	HV
"R"	45	0,45	98	240	58	653	172,08%
"HS"	50HS	0,5	96	225	59	674	199,55%
"H"	65	0,65	89	185	62,5	760	310,81%
"S"	N11E	1,1	86	175	63,5	780	345,71%
"C"	NC6	1,3	94	215	65,5	860	300%

Poniższe wykresy przedstawiają jak zmieniają się wartości HV w zależności od zawartości procentowej węgla.

Poniższy wykres przedstawia jak zmienia się przyrost twardości po hartowaniu (P_H) w zależności od zawartości % węgla.

---