Instytut Inżynierii Materiałowej Zakład Obróbki Cieplnej i Spawalnictwa
Imię i nazwisko: Anna Grenda
Prowadzący: dr inż. Michał Kulka

1. Materiały stosowane:

   1. stal C45 – niestopowa, średniowęglowa, do ulepszania cieplnego

Próba Jominy’ego:

Temperatura (austenityzowania) T_A=850°C

Temperatura grzania T_g=25min

Hartowanie:

Strumieniem wodnym od czoła – 10 min

1. stal C45

Hartowanie objętościowe w wodzie:

Temperatura (austenityzowania) T_A =

Temperatura grzania T_g = 25 min

Wysokie odpuszczanie:

Temperatura odpuszczania T_o =

Czas odpuszczania t_o = 0,5 h

próbka 1 – hartowanie

próbka 2 – ulepszanie cieplne

1. stal 100Cr6

Hartowanie objętościowe w oleju:

Temperatura (austenityzowania) T_A =

Temperatura grzania T_g = 25 min

Wysokie odpuszczanie:

Temperatura odpuszczania T_o =

Czas odpuszczania t_o = 0,5 h

próbka 1 – hartowanie

próbka 2 – ulepszanie cieplne

1. Badanie hartowności metoda hartowania od czoła:

Odległość od czoła x[mm]	HRC
1,00	57
1,55	57
3,05	54
3,70	52
4,65	44
5,60	40
6,90	33

1. Wyznaczanie średnicy krytycznej metodą obliczeniową (metodą Grossmana):

   1. gatunek materiału: C45

nr ziarna: 6

Zawartość pierwiastków stopowych	Mnożniki
XC: 0,46%	-
XCr: 0,15%	kCr: 1,19
XMn: 0,65%	kMn: 3,08
XSi: 0,27%	kSi: 1,20
XMo: 0,00%	kMo: 1,00
XNi: 0,15%	kNi: 1,15

Współczynnik intensywności chłodzenia H: 6,00

Po uwzględnieniu dodatków stopowych:

- idealna średnica krytyczna D_i =

- rzeczywista średnica krytyczna D_rz =

Bez uwzględnienia dodatków stopowych:

- idealna średnica krytyczna D₁c =

b) dolna granica zawartości pierwiastków:

gatunek materiału: C45

nr ziarna: 6

zawartość pierwiastków stopowych:

C: 0,46%

Cr: 0,00

Mn: 0,50

Si: 0,17

Mo: 0,00

Ni: 0,00

współczynnik intensywności chłodzenia H: 6,00

- idealna średnica krytyczna D_i =

- rzeczywista średnica krytyczna D_rz = 14,5 mm

c) górna granica zawartości pierwiastków:

gatunek materiału: C45

nr ziarna: 6

zawartość pierwiastków stopowych:

XC: 0,46

XCr: 0,30

XMn: 0,80

XSi: 0,37

XMo: 0,00

XNi: 0,30

współczynnik intensywności chłodzenia H: 6,00

- idealna średnica krytyczna D_i =

- rzeczywista średnica krytyczna D_rz =

1. Porównanie twardości próbek po hartowaniu objętościowym i ulepszaniu cieplnym (hartowanie objętościowe + wysokie odpuszczanie)

Gatunek materiału	Rodzaj obróbki	Temp. procesu [ºC]	Czas procesu [min]	Twardość próbki [HRC]
Stal 45	Hartowanie	850	25	55
	Odpuszczanie	520	30	32
Stal 100Cr6	Hartowanie	850	25	60
	Odpuszczanie	520	30	47

1. Wnioski:

W stalach stopowych, aby uniknąć pęknięć spowodowanych większą objętością martenzytu od austenitu oraz naprężeń hartowniczych, stosuje się chłodzenie w oleju, które należy chłodzić dłużej ze względu na niższą intensywność chłodzenia. Współczynnik intensywności zależy od rodzaju środka chłodzącego i chłodzenia Chłodzenie w oleju można stosować dla stali stopowych, które mają wysoką hartowność. Nie stosuje się jej jednak dla stali węglowych, gdyż w wyniku dużych naprężeń stale mogą pęknąć. Po zahartowaniu stali uzyskujemy większą twardość stali niżeli po hartowaniu w wodzie.

Badanie hartowności metodą hartowania od czoła pokazuje nam, że średnica krytyczna wynosi w przybliżeniu D50 = 30 mm oraz występuje w odległości ok. 5mm od czoła próbki.

Wszystkie dodatki stopowe poza kobaltem zwiększają hartowność. Wpływają na nią m.in.:

- skład chemiczny stali

- nierozpuszczone cząsteczki

- wielkość ziarna austenitu