Temat; Obróbka cieplna

1. Klasyfikacja obróbki cieplnej:

1. Rozwój i zastosowanie różnych technologii obróbki cieplnej

1. Piecowe

ZWYKŁE: atmosferowe,proszkowe,pastowe,powietrze,kąpielowe,indukcyjne

ZMODYFIKOWANE: z atmosferą regulowaną, fluidalne,próżniowe

1. Nagrzewnicowe

NIEWIĄZKOWE:kąpielowe,indukcyjne, jarzeniowe

WIĄZKOWE: laserowe, elektornowe, plazmowe

1. Zarys technologii zwykłej obróbki cieplnej

1. Grzanie składa się z zabiegów nagrzewnia i wygrzewania. Polega na doprowadzaniu ciepła w ciągu złożonego czasu w celu uzyskania określonej temperatury przez całą masę nagrzewanego przedmiotu.

Szybkość nagrzewania może być zróżnicowana, zależy m.in. od:

-przewodności cieplnej

-kształtu

-wymiarów

-masy przedmiotu

-rodzaju ośrodka(czynnika) nagrzewającego

-różnicy temperatur między piecem a nagrzewanym przedmiotem

-temperatury nagrzewania

-mocy pieca

GRZANIE MUSI ZAPEWNIĆ UZYSKANIE JEDNAKOWEJ TEMPERATURY W CAŁYM PRZEKROJU OBRABIANEGO PRZEDMIOTU!

Najczęściej jest stosowany jeden z trzech sposobów nagrzewania:

• Powolne nagrzewaniu wsadu z piecem

• Przyspieszone nagrzewaniu wsadu w piecu o temperaturze obróbki cieplnej

• Szybkie nagrzewanie wsadu w piecu o temperaturze początkowej wyższej od temperatury obróbki cieplnej

b)Ośrodki grzejne ciekłe:

• Kąpiele solne

W zwykłej obróbce cieplnej są wykorzystywane roztopione sole hartownicze chlorkowe i sole saletrzankowe, te sole działają korozyjnie na obrabiane przedmioty, zahamowanie może być osiągnięte przez dopływ utleniaczy O₂ i H₂O przez dodatnie odtleniaczy np. Mg, Si, C

-kąpiele metalowe

Do tych kąpieli należy głównie ciekły bizmut, antymon, cyna, ołów. Te kąpiele mają mniejsze znaczenie niż kąpiele solne.

Chłodzenie i ośrodki chłodzące:

c)Chłodzenie zachodzi w wyniki odprowadzania ciepła przez ośrodek chłodzący. Ośrodek ten powinien obniżyć temperaturę całego przedmiotu obrabianego cieplnie do wymaganej wartości.

Szybkość chłodzenia zależy od :

-kształtu

-wymiarów

-masy przedmiotów

-temperatury nagrzewania

-sposobu chłodzenia

-rodzaju i własności ośrodka chłodzącego

CHŁODZENIE MUSI ODBYWAĆ SIĘ Z SZYBKOŚCIĄ ZAPEWNIAJĄCĄ PRAWIDŁOWY PRZEBIEG OKREŚLONYCH PRZEMIAN FAZOWYCH

Ośrodki chłodzące stosowane w obróbce cieplnej:

- Wodne

• Woda

• Roztwory związków organicznych i nieorganicznych

• Emulsje wodnoolejowe

• Mgła wodna

• Olejowe

  • Oleje roślinne

  • Oleje mineralne zwykłe

  • Oleje mineralne z dodatkami uszlechatniającymi

  • Oleje mineralne szybkochłodzące

  • Oleje mineralne wysokotemperaturowe

• Stopione sole i metale

  • Chłodziwa saltrzane

  • Chłodziwa saletrzano-wodne

  • Stopione metale

• Ośrodki sfluidyzowane

• Powietrze i inne gazy

d)Wyżarzanie polega na nagrzaniu stali do określonej temperatury, wygrzewaniu w tej temperaturze i studzeniu w celu uzyskania struktur zbliżonych do stanu równowagi

Klasyfikacja wyżarzania:

-Zachodzi przemiana alotropowa, decydująca o końcowej strukturze

• wyżarzanie normalizujące

• wyżarzanie zupełne

• wyżarzanie izotermiczne

• wyżarzanie sferoidyzujące

• wyżarzanie ujednorodniające

• Brak przemiany alotropowej

• wyżarzanie rekrystalizujące

• Wyżarzanie odprężające

• Przemiany nie decydują o istocie procesu

• wyżarzanie ujednorodniające

f)Hartowanie polega na nagrzaniu do temperatury austenizacji, wytrzymaniu w tej temperaturze i oziębieniu z szybkością większą od krytycznej w celu uzyskania struktury martenzytycznej.

Sposoby hartowanie:

• Hartowanie zwykłe – przedmiot nagrzewa się do temperatury austenizacji i po wygrzaniu oziębia się w jednej kąpieli hartowniczej przez zanurzenie

• Hartowanie przerywane – przedmiot po austenizacji chłodzi się w kąpieli intensywnie działającej np. w wodzie o temperaturze do 300-400°C, a następnie, by dokończyć chłodzenie, przenosi się do kąpieli słabo chłodzącej, np. do oleju

• Hartowanie stopniowe – przedmiot nagrzany do temperatury austenizacji zostaje poddany chłodzeniu w soli o temperaturze nieco wyższej od temperatury początku przemiany martenzytycznej dla danej stali

g)Odpuszczanie polega na nagrzaniu stali zahartowanej do temperatury niższej od A_l, wygrzaniu w tej temperaturze i ochłodzenie do temperatury ochłodzenia.

W zależność od temperatury odpuszczanie może być:

-niskie

-średnie

-wysokie

h)Utwardzenie dyspersyjne stosowane jest dla stali o strukturze austenitycznej stopów metali nieżelaznych nie wykazujących przemian alotropowych lecz zmienna rozpuszczalność jednego ze składników w roztworze stałym. Proces ten to połączenie przesycania i starzenia

i)Obróbka podzerowa polega na chłodzeniu stali bezpośrednio po hartowaniu do temperatury niższej niż 0°C, wychłodzeniu w tej temperaturze i następnie ogrzaniu do temperatury pokojowej

Wady powstające podczas obróbki cieplnej:

Paczenie się stali polega na niesymetrycznej zmianie wymiarów przedmiotu wskutek nieprawidłowego sposobu zanurzenia przedmiotu w ośrodku chłodzącym.

Pęknięcia hartownicze powstają w wyniku hartowania, wtedy gdy naprężenia rozciągające pierwszego rodzaju są większe od wytrzymałości. Pęknięcia hartownicze powstają w temperaturach niższych od M_s , głównie w czasie chłodzenia. Skłonność do pęknięć zwiększa się wraz ze stężenia węgla w stali, podwyższeniem temperatury hartowania i zwiększeniem szybkości chłodzenia między temperaturami początku i końca przemiany martenzytycznej