SPRAWOZDZANIE

1. Cel ćwiczenia:

Sprawdzenie wpływu warunków obróbki cieplnej (hartowania i odpuszczania) na własności mechaniczne i mikrostrukturę stali.

1. Zadania do wykonania:

1. Określenie w jaki sposób temperatura wyżarzania wpływa na twardość stali po przyspieszonym chłodzeniu.

2. Określenie w jaki sposób temperatura wyżarzania po hartowaniu wpływa na twardość stali po odpuszczaniu.

1. Przebieg ćwiczenia:

Ćwiczenie rozpoczynamy pomiarem twardości sześciu ponumerowanych próbek stali o zawartości węgla 0,4%.

Próbki badamy twardościomierzem, każdą kolejno z osobna, 3 razy, obciążając je ciężarem 100kg (w przypadku kulistej końcówki pomiarowej).Przy badaniu należy pamiętać, by próbkę badać tylko raz w jednym i tym samym miejscu, a więc po zwolnieniu ciężaru należy ją przesunąć. Wyniki zapisujemy w tabeli:

L.p.	Twardość w stanie wyjściowym	Temp. wyżarzania	Twardość po chłodzeniu/hartowaniu	Temp. odpuszczania	Twardość po odpuszczaniu
	HRB	Średnia HRB (HB)	[ ^oC]	HRB/C	Średnia HRB/C (HB)
1.	91	91(190)	650	93	94(205)
	89			95
	92			95
2.	91	90(180)	750	51	53(518)
	89			54
	90			54
3.	89	89(179)	850	63	62(635)
	92			63
	86			61
4.	86	88(176)	850	59	58(581)
	90			59
	89			57
5.	93	93(200)	850	60	60(607)
	95			60
	92			59
Chłodzenie na powietrzu
6.	87	90(185)	850	95	97(222)
	92			98
	91			98

Następny etap badań to wygrzewanie próbek w czasie 30 minut.

Do odpowiednio nagrzanych pieców (kolejno 650°C, 750°C,850°C) Wkładamy próbki:

-temp. 650°C – próbka nr 1

-temp. 750°C – próbka nr 2

-temp. 850°C – próbka nr 3,4,5,6

Po upływie 30 minut, wyciągamy próbki z pieców. Numery od 1 do 5 zostają poddane hartowaniu, natomiast nr 6 jest chłodzona na powietrzu w temp pokojowej.

Kolejnym etapem jest gładzenie powierzchni próbek papierem ściernym i analogiczne badanie twardościomierzem, tak jak miało to miejsce przed wygrzewaniem.

Obserwacja pomiarów szybko wykazała, że próbki wygrzewane w temp 750°C i 850°C zwiększyły swoją twardość. Pomiary należy więc wykonać końcówką stożkową (diamentową). Wyniki pomiarów próbek 1 – 6 po wygrzewaniu i hartowaniu (dotyczy próbek 1-5) przedstawia tabela umieszczona wyżej.

Następnie poddajemy próbki nr 3,4,5 na czas 10 minut procesowi odpuszczania.Do wcześniej przygotowanych pieców wkładamy próbki:

- próbka nr 3 w piecu temp. 300 ^oC

- próbka nr 4 w piecu temp. 500 ^oC

- próbka nr 5 w piecu temp. 650 ^oC

Po upływie czasu, próbki wyjmujemy, chłodzimy i po raz 3 poddajemy badaniu twardości. Wyniki pomiarów 3-5 po odpuszczaniu przedstawia tabela umieszczona wyżej.

WNIOSKI:

1,2,3 - Obserwując wykres równowagi żelazo cementyt łatwo zauważyć, że istnieje dużo temperatur granicznych, po których przekroczeniu następują przemiany. Przemiany te powodują konieczność właściwego doboru temperatury austenityzowania, która ma ogromny wpływ na własności stali po hartowaniu.

4- Im wyższa temperatura odpuszczania, tym mniejsza twardość stali

5- Tak, dlatego, że ulepszanie cieplne prowadzi do uzyskania najlepszej kombinacji własności wytrzymałościowych i plastycznych. Dzięki hartowaniu twardość, oraz wytrzymałość stali wzrasta, natomiast dzięki odpuszczaniu zanikają naprężenia hartownicze i wzrasta jej udarność.

6- Po hartowaniu obserwujemy ciemny martenzyt, w postaci podłużnych wydzieleń, wrzecion, pomiędzy którymi w mniejszej ilości widzimy jasny austenit szczątkowy. Po odpuszczaniu obserwujemy sorbit, zbliżony wyglądem do wydzieleń po hartowaniu, martenzyt zachowuje układ iglasty.