UNIWERSYTET

TECHNOLOGICZNO – PRZYRODNICZY

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich

w Bydgoszczy

MATERIAŁOZNAWSTWO

HARTOWANIE I ODPUSZCZANIE STALI

Wykonał:

Krystian Szulerecki

Transport III semestr

Grupa F

Bydgoszcz, 08.11.2013

1) Cel ćwiczenia:

Określenie i zinterpretowanie wpływu temperatury odpuszczania stali na twardość.

2) Materiał do badan:

a)stal konstrukcyjna, węglowa C55 o składzie chemicznym: węgiel 0,55% ; krzem 0,17% ;

mangan 0,8% ; fosfor + siarka 0,035%

b)stal narzędziowa stopowa do pracy na zimno, gatunek 140Cr6 o składzie chemicznym: węgiel 1,4% ; krzem 0,3% ; mangan 0,8% ; chrom 1,5%

Próbki krążkowe φ20x6 wycięto z pręta ciągnionego.

3)Program i metody badan:

a)hartowanie – temperatura: 860⁰C ; czas: 20 minut

chłodzenie stali C55 – woda

chłodzenie stali 140Cr6 – olej

b)odpuszczanie – temperatura: 200⁰C , 400⁰C , 600⁰C ; czas: 20 minut

chłodzenie stali C55 – w powietrzu

chłodzenie stali 140Cr6 – w powietrzu

Na wszystkich próbkach wykonujemy po 3 pomiary twardości metoda Rockwella, która polega na pomiarze głębokości wcisku dokonanego wzorcowym stożkiem diamentowym o sile obciążenia 1471N, odczyt na skali czarnej, jednostka HRC.

4)Wyniki pomiarów twardości:

Stal konstrukcyjna C55 Stal narzędziowa 140Cr6

Stan	1	2	3	HRC	1	2	3	HRC
Surowy	18	17	19	18	15	16	17	16
Hartowanie	58	55	58	57	66	65	66	65,7
H+O 200^0C	52	52	51	51,7	63	61	61	61,7
H+O 400^0C	44	40	40	41,3	52	53	52	52,3
H+O 600^0C	22	22	21	21,7	41	42	42	41,7

Przemiana martenzytyczna – jest przemiana pierwszego rodzaju, a wie zachodzi poprzez zarodkowanie nowej fazy i wzrost jej zarodków. W silnie przechłodzonych stopach może dojść do fazy wysokotemperaturowej w nowa fazę o dokładnie takim samym składzie chemicznym, lecz odmiennej strukturze krystalicznej. Z tego powodu przemianę martenzytyczna określa się mianem bezdyfuzyjnej.

Hartowność stali – zdolność do tworzenia w trakcie hartowania struktury martenzytycznej. Głównym czynnikiem wpływającym na hartowność stali jest jej skład chemiczny, czyli zawartość węgla oraz pierwiastków stopowych i technologicznych. Poza składem chemicznym wpływ na hartowność maja także wielkość ziarna i jednorodność austenitu (składnik strukturalny stopów żelazo - węgiel) oraz obecność innych, nierozpuszczonych cząstek.

5) Wykresy stali konstrukcyjnej C55 oraz stali narzędziowej 140Cr6:

6)Wnioski:

Poprzez proces obróbki cieplnej jakim jest hartowanie można poprawić właściwości mechaniczne stali takie jak twardość. Jednak w trakcie trzeciego etapu hartowania czyli nagłego chodzenia w stali powstają naprężenia, które mogą niekorzystnie wpływać na własności jakie od stali oczekujemy. W celu zniwelowania powstałych naprężeń stosuje się proces obróbki cieplnej zwany odpuszczaniem, który ma na zadaniu ,,uspokoić” materiał. Warto też pamiętać, że poprzez odpowiednie sterowanie procesem hartowania i odpuszczania jesteśmy w stanie uzyskać pożądaną twardość materiału z niewielkim marginesem błędu. Należy jednak również pamiętać o wysokiej temperaturze odpuszczania oraz o długim czasie jego trwania, które powoduje rozrost ziarna struktury stali, czego konsekwencją jest malejąca twardość. Także im dłużej oraz im w wyższej temperaturze odpuszcza się stal tym mniejsza jest jej twardość.