L-4 Obróbka cieplna stopów żelaza i jej wpływ na mikrostrukturę.

1.Wyżarzanie homogenizujące.

Polega na nagrzaniu stali do temp. Zbliżonej do linii solidus (zwykle 1000-1250°C) i długotrwałym wytrzymaniu w tej temp. Celem obróbki jest wyrównanie składu chemicznego przez dyfuzję.

2.Wyżarzanie normalizujące.

Polega na nagrzaniu stali do stanu austenitycznego, tj. 30-50°C ponad linię GSE i następnie powolnym studzeniu na powietrzu. Celem obróbki jest rozdrobnienie ziarna i ujednorodnienie struktury, zwłaszcza usunięcie siatki wydzieleń na granicach ziarn.

3.Wpływ temperatury na wielkość ziarna austenitu.

Do temp A₁ wielkość ziarna praktycznie nie ulega zmianie. Powyżej temp A₁ występuje austenit, który bezpośrednio po zakończeniu przemiany perlitu w austenit jest drobnoziarnisty. Dalszy wzrost temp oraz wydłużenie czasu austenityzowania sprzyjają rozrostowi ziarn. W miarę wzrostu temp drobne ziarna austenitu rosną najpierw bardzo wolno, a poczynając od pewnej temp następuje ich gwałtowny wzrost, natomiast grube ziarna rozrastają się natychmiast po zakończeniu przemiany perlitu w austenit.

4.Przemiana martenzytyczna.

Przemiana martenzytyczna jest bezdyfuzyjna, to znaczy że czas nie odgrywa żadnej roli w jej przebiegu. Warunkiem jej zajścia jest ochłodzenie austenitu z prędkością większą od krytycznej ( dla uniknięcia przemiany dyfuzyjnej austenitu) oraz ochłodzenie austenitu poniżej temp początku przemiany martenzytycznej. Przemiana rozpoczyna się natychmiast po ochłodzeniu i przebiega z prędkością dochodzącą do 7000m/s, tzn że czas utworzenia jednej płytki wynosi 10^-7s. Kończy się po osiągnięciu temp końca przemiany martenzytycznej, chociaż zawsze pozostaje pewna ilość nieprzemienionego austenitu zwanego szczątkowym.

5.Przemiany podczas odpuszczania, wpływ pierwiastków stopowych na odpuszczalność.

I stadium (80-200°C) spadek objętości związany ze zmniejszeniem się tetragonalności austenitu i powstaniem węglika Fe_2,4C.

II stadium (200-280°C) następuje rozkład austenitu szczątkowego na martenzyt odpuszczony, co prowadzi do wzrostu objętości.

III stadium (280-400°C) występuje silny skurcz próbki związany z całkowitym wydzieleniem węgla z przesyconego ferrytu i przemianą węglika Fe_2,4C w Fe₃C.

IV stadium (>400°C) następuje koagulacja i sferoidyzacja cząstek cementytu, w wyniku czego powstaje struktura zwana sorbitem o twardości 350-400HB.

Pierwiastki stopowe zmniejszają szybkość dyfuzji. Opóźnia to wydzielanie węglików i tym samym zmniejsza skłonność stali do odpuszczania.

6.Hartowność, wpływ pierwiastków stopowych.

Hartowność- zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej. Pierwiastki które zwiększają wielkość ziarna austenitu, powodują wzrost hartowności, natomiast pierwiastki zmniejszające ziarna austenitu zmniejszają hartowność. Pierwiastki zwiększające hartowność: Mo ,Cr, Mn, Si, Ni, B. Pierwiastki zmniejszające hartowność: Co. Także pierwiastki silnie węglikotwórcze mogą zmniejszać hartowność, gdy temp austenityzowania nie jest dość wysoka aby rozpuścić węgliki.

7.Określanie składników strukturalnych na podstawie wykresów CTP dla danego gatunku stali.

Na osi rzędnych jest temp, a na odciętych czas. Od góry wykres jest ograniczony linią A₁, a od dołu linią M_s (początek przemiany martenzytycznej). Wykres tworzą dwie krzywe C. Lewa oznacza czas początku rozkładu austenitu, prawa-końca. Na lewo od pierwszej krzywej C istnieje austenit, między krzywymi C austenit+ produkty jego rozkładu, a na prawo od drugiej krzywej tylko produkty rozkładu, przy czym między A₁ a temp maks prędkości rozkładu będzie występował perlit, poniżej bainit, a w temp najmniejszej trwałości austenitu troostyt ( drobny perlit). Bainit również jest zróżnicowany morfologicznie. Tuż powyżej linii M_s jest to bainit dolny (iglasty), a powyżej ok. 300°C bainit górny (pierzasty). W stalach pod- i nadeutektoidalnych przemianę perlityczną poprzedza wydzielenie z przechłodzonego austenitu odpowiednio ferrytu lub cementytu.

8.Ulepszanie cieplne i jego wpływ na własności stali.

Ulepszaniem cieplnym nazywamy obróbkę cieplną polegającą na zahartowaniu i średnim lub wysokim odpuszczaniu stali. Prowadzi ono do uzyskania najlepszej kombinacji własności wytrzymałościowych i plastycznych. Przy odpuszczaniu twardość i wytrzymałość spadają, ale ciągliwość rośnie. Po wysokim odpuszczaniu udarność jest bardzo wysoka, a stosunek R_e\R_m osiąga maksymalną wartość. W przypadku powolnego chłodzenia stali stopowych po odpuszczaniu może wystąpić kruchość.