Wydział IMiIP	Imię i nazwisko Konrad Rugała	Rok II	Grupa 13	Nr ćwiczenia 9
Temat: Badanie hartowności stali	Data wykonania 23.04.2014	Data oddania 13.06.2014
	Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami obliczania hartowności oraz wykorzystanie wyników badań hartowności do przewidywania rozkładu twardości na przekroju pręta chłodzonego w ośrodku o znanej intensywności chłodzenia.

1. Przebieg ćwiczenia, zestawienie wyników.

Do wykonania naszego ćwiczenia skorzystaliśmy z gotowych wyników metody Jominy. Pomiary twardości w zależności od odległości od czoła zostały przez nas stabelaryzowane. W naszym ćwiczeniu wykorzystaliśmy dwa rodzaje stali:

• 40Cr4

• C45

Kolejnym kroki wykonania ćwiczenia prezentują się następująco

• Odczytanie twardości strefy półmartenzytycznej z wykresu:

  • 44 HRC dla stali C45

  • 43 HRC dla stali 40Cr4

• Odczytanie odległości krytycznych z wykresu twardości HRC

  • 5,7 mm dla stali C45

  • 40 mm dla stali 40Cr4

• Odczytanie idealnej średnicy krytycznej z wykresu zależności odległości krytycznej od idealnej średnicy krytycznej

  • 43m dla stali C45

  • 150mm dla stali 40Cr4

• Odczytanie rzeczywistej średnicy krytycznej z wykresu zależności rzeczywistej średnicy krytycznej od idealnej średnicy krytycznej oraz ośrodka chłodzenia. Naszym ośrodkiem była woda (H = 1)

  • 28 mm dla stali C45

  • 128 dla stali 40Cr4

• Obliczenie hartowności metodą Grossmanna

  • 68,36 dla stali C45

  • 76,93 dla stali 40Cr4

Wykorzystując dane stablicowane odczytaliśmy wartości współczynnika k_l dla różnych odległości od czoła, a następnie dzieląc twardość martenzytu przez ten współczynnik otrzymaliśmy wynik twardości HRC_L

Stal C45		Stal 40Cr4
l [mm]	kl	HRCm
1,59	1,00	60
3,17	1,04
4,76	1,18
6,35	1,43
7,94	1,63
9,52	1,82
11,11	1,96
12,70	2,11
14,29	2,23
15,87	2,35
17,46	2,47
19,05	2,59
20,64	2,68
22,22	2,76
23,81	2,85
25,40	2,93
31,75	3,16
38,10	3,33
44,45	3,47
50,80	3,59

Zebrane dane przedstawiłem na wykresie:

Na kolejnym wykresie przedstawiłem krzywą hartowności Jominy. Jest to zależność twardości od odległości od czoła. Wykres ten daje nam dobre porównanie hartowności obu gatunków stali.

1. Wnioski

Wyniki próby Jominy oraz Grossmanna znacząco różnią się od siebie. Jest to spowodowane losowym doborem klasy wielkości ziaren ASTM. Pokazuje nam to jak duży wpływ ma wielkość ziarna na hartowność stali.

Zauważamy również różnicę w twardości po hartowaniu w stali C45 i 40Cr4. Wynika ona z różnicy składów chemicznych. Pierwiastki takie jak chrom, mangan, krzem, nikiel i fosfor podnoszą hartowność, a zanieczyszczenia takie jak siarka obniżają.

Uwagę zwraca również różnica pomiędzy rzeczywistą, a idealną średnicą krytyczną. Widzimy, że dobór ośrodka chłodzenia wpływa na zahartowanie próbki. Jeżeli istniałby ośrodek, który momentalnie studził by naszą próbkę (H=∞) otrzymywalibyśmy strukturę martenzytyczną na dużej objętości próbki. Ośrodek taki jednak nie był by wskazany gdyż naprężenia hartownicze powstałe przy tak szybkim chłodzeniu spowodowałyby pęknięcia w stali.