Imię i nazwisko: Marcin Ulanowski	POLITECHNIKA POZNAŃSKA	Ocena:
Data wykonania ćwiczenia: 31.03.2010r.	Temat: Obróbka cieplno-chemiczna	Grupa: Mechatronika 5/1

1. Obróbka cieplno-chemiczna:

Jest to zabieg dokonywany na stopach żelaza takich jak stal, staliwo lub żeliwo. W procesie tym pod wpływem ciepła i chemicznego oddziaływania otoczenia oraz innych działań modyfikuje się niektóre własności fizyczne i chemiczne tych stopów.
Podstawowymi rodzajami obróbki cieplno-chemicznej są:

• aluminiowanie

• azotowanie

• naborowywanie

• chromowanie

• nawęglanie

• siarkowanie

• węgloazotowanie (cyjanowanie)

Na zajęciach podano nam dane dotyczące azotowania dlatego właśnie tylko ta obróbka cieplno-chemiczna zostanie omówiona dokładniej.

Azotowanie - polega na dyfuzyjnym nasyceniu azotem warstwy powierzchniowej stalowego elementu. W procesie tym wprowadza się do warstwy wierzchniej przedmiotu stalowego azot, który wiąże się z żelazem (oraz innymi dodatkami stopowymi takimi jak aluminium) tworząc powierzchniową warstwę azotków.
Utworzona warstwa zapewnia polepszenie następujących właściwości:

• odporność na ścieranie

• wytrzymałość na rozciąganie

• twardość

• właściwości przeciwkorozyjne (nierdzewność)

W przeciwieństwie do nawęglania przy azotowaniu strefa powierzchniowa utwardza się bez dodatkowej obróbki cieplnej. Azotowaniu poddaje się stale uprzednio ulepszone cieplnie.

1. Warunki przeprowadzanej obróbki oraz dane:

Stal 08X – zawartość pierwiastków:
C – 0,10% Mn – 0,49% Si – 0,03% Cr – 0,13% Ni – 0,14% Ca – 0,05%

Grubość to 0,1mm – materiałem jest folia stalowa.

Azotowanie przeprowadzano w temperaturze 520^oC w czasie 0,5h; jego masa początkowa (m_p) wynosiła 1,33710g masa końcowa (m_k) zaś 1,33849g. Wiedząc to możemy skorzystać ze wzoru i otrzymać zawartość azotu na tym materiale:

$$\% N = \frac{m_{k} - m_{p}}{m_{p}}*100\%$$

$$\% N = \ \frac{1,33849 - 1,33710}{1,33710}*100\%$$

%N = 0, 104%

1. Wnioski:

Zawartość azotu w materiale stalowym o oznaczeniu 08X, po azotowaniu w temperaturze 520^oC w czasie pół godziny wynosi ok. 0,1% wagi całkowitej. Materiał azotowany powinien charakteryzować się zwiększoną odpornością na ścieranie, wytrzymałością na rozciąganie oraz ogólnie zwiększoną wartością twardości i antykorozyjności. Nie mieliśmy możliwości sprawdzić wpływu azotowania na naszą folię, jednakże źródła bardzo dokładnie podają strukturę materiału przy takiej zawartości azotu. I tak w książce A. Barbackiego „Materiały w budowie maszyn” czytamy, iż materiał po azotowaniu ma dwie główne strefy. Pierwszą z nich jest strefa przypowierzchniowa, która nie ulega trawieniu i składa się głównie z węgloazotków Fe_2-3(N,C) oraz azotków γ’ lub tylko azotków γ. Drugą strefą jest zaś strefa azotowania wewnętrznego, która w żelazach węglowych jest roztworem stałym azotu w żelazie z lub bez wydzieleń azotków żelaza. Poniżej znajduje się zdjęcie mikroskopowe przykładowej warstwy po azotowaniu: