Uniwersytet Warmińsko – Mazurski
W Olsztynie
I rok, studia stacjonarne
Kierunek: mechatronika
Ćwiczenia Laboratoryjne
Nauka o materiałach
Temat: Kształtowanie struktury i właściwości stopów metali poprzez wyżarzanie.
I Cel ćwiczenia:
Obserwacja zmiany struktury i właściwości stopów metali poprzez ich wyżarzanie.
II Wstęp teoretyczny:
Wyżarzanie jest operacją polegającą na przegrzaniu elementu stałego do pewnej temperatury, przegrzaniu go w niej i następnym schłodzeniu. Pływa ona na strukturę i właściwości materiału.
Podział wyżarzania:
Z przemianą alotropową:
Normalizujące – 30-50*C powyżej temperatury przemiany austenitycznej (GSE) – studzenie w powietrzu – jednolita struktura, bez naprężeń.
Zmiękczające (sferoidyzacja) – wygrzewanie w temp. ok. 20*C wyższej i niższej od przemiany eutektoidalnej – zmiana cementytu płytkowego w sferoidalny
Ujednorodniające – 1000-1200*C – ujednorodnienie struktury chemicznej
Zupełne
Niezupełne
Bez przemiany alotropowej:
Odprężające
Rekrystalizujące
Hartowanie – jest operacją cieplną, składającą się z dwóch bezpośrednio po sobie następujących faz. Pierwsza faza to nagrzewanie do temperatury powyżej przemiany austenitycznej i wygrzewanie w niej. Drugą fazą jest szybkie schładzanie. Podczas schładzania austenit przemienia się w martenzyt. Hartowanie przeprowadza się, by podnieść twardość i wytrzymałość stali.
Odpuszczanie – jest operacją cieplną, któremu poddawana jest stal wcześniej zahartowana. Celem odpuszczania jest usunięcie naprężeń hartowniczych oraz zmniejszenie twardości stali, a podniesienie jej udarności.
III Przebieg ćwiczenia:
Włączamy mikroskop i ustalamy moc oświetlenia.
Pobieramy próbkę i identyfikujemy ją zgodnie z numerem.
Układamy próbkę na górze mikroskopu, tak aby padało na nią światło mikroskopowe.
Wybieramy pożądane powiększenie.
Obserwujemy strukturę próbki przez okular mikroskopu.
Rysujemy i opisujemy badaną próbkę.
I AA. Stal 30H wyżarzona normalizująco
PN-EN 10027-1: 1994 : C30
Zawartość węgla: 0,3%
Struktura ferrytyczno (ok. 70%) – perlityczna (ok. 30%)
Jednorodna struktura drobnoziarnista pozbawiona naprężeń
Polepszone właściwości mechaniczne stali
Zastosowanie: Osie, wały, dźwignie, wahacze o niewielkich przekrojach oraz śruby, nakrętki i inne części złączne, czopy, rolki, koła zębate
2.4 Stal 45 wyżarzona normalizująco
PN-EN 10027-1: 1994 : C45
Zawartość węgla: 0,45%
Struktura ferrytyczno (ok. 55%) – perlityczna (ok. 45%)
Jednorodna struktura drobnoziarnista pozbawiona naprężeń
Polepszone właściwości mechaniczne stali
Zastosowanie: Elementy maszyn i urządzeń średnio obciążone, m.in. w przemyśle maszynowym, energetycznym, samochodowym, np. wały, osie, wrzeciona, tarcze, drążki, dźwignie, koła zębate, korby, stojaki, śruby
2.6.1 Stal NC6 wyżarzona zmiękczająco (925*C/1h/piec)
PN-EN 10027-1: 1994 : C130
Zawartość węgla: 1,3%
Struktura perlityczno (ok. 90%) – cementytowa (ok. 10%)
Zmiana struktury cementytu (jasne pola) z płatkowego na sferoidalny
Niewielka twardość, dobra skrawalność, podatność na odkształcenia plastyczne na zimno
Zastosowanie: Rozwiertaki, gwintowniki, narzynki, płyty tnące wykrojników, matryce do głębokiego tłoczenia na zimno, piły tarczowe, noże talerzowe do cięcia papieru
2.7.3 Stal 15 wyżarzona normalizująco
PN-EN 10027-1: 1994 : C15
Zawartość węgla: 0,15%
Struktura ferrytyczno (ok. 90%) – perlityczna (ok. 10%)
Jednorodna struktura drobnoziarnista pozbawiona naprężeń
Polepszone właściwości mechaniczne stali
Zastosowanie: Konstrukcje spawane, nitowane i łączone śrubami pracujące w temperaturze otoczenia; w stanie nawęglonym i hartowanym na mało obciążone części konstrukcyjne o miękkim rdzeniu i znacznej twardości powierzchni: wały, czopy, osie
3.0 stal 45 hartowana
PN-EN 10027-1: 1994 : C45
Zawartość węgla: 0,45%
Struktura martenzytyczna (listkowa i płytkowa), widoczne przecinające się igiełki
Materiał twardy i kruchy
Zastosowanie: w przemyśle maszynowym, energetycznym, samochodowym, np. wały, osie, wrzeciona, tarcze, drążki, dźwignie, koła zębate, korby, stojaki, śruby
3.1 stal 45 ulepszona cieplnie
PN-EN 10027-1: 1994 : C45
Zawartość węgla: 0,45%
Struktura martenzytyczna (listkowa i płytkowa), widoczne przecinające się igiełki
Wysoka wytrzymałość, mała twardość, dobra skrawalność
Materiał poddany wysokiemu odpuszczaniu w temp. powyżej 500*C
Zastosowanie: wały okrętowe i samochodowe, wały korbowe, części broni maszynowej
3.3 Stal ŁH15 wyżarzona zmiękczająco
PN-EN 10027-1: 1994 : C130
Zawartość: C- 1% ; Cr- 1,5% ; Si- 0,2% ; Mn- 0,3%
Struktura perlityczno (ok. 95%) – cementytowa (ok. 5%)
Zmiana struktury cementytu (jasne pola) z płatkowego na sferoidalny
Niewielka twardość, dobra skrawalność, podatność na odkształcenia plastyczne na zimno
Zastosowanie: Do wyrobu pierścieni, wałków, kulek i igieł łożysk tocznych ogólnego przeznaczenia nie pracujących w podwyższonych temperaturach ani w środowisku korozyjnym
3.5 Stal SW18 hartowana z przegrzaniem
PN-EN 10027-1: 1994 : HS 18–1–1–0 (Wolfram- W, Molibden- Mo, Wanad- V, Kobalt- Co)
Zawartość węgla 1%
Struktura: wydzielenie dużych ziaren martenzytu, w osnowie cementytowej
Wysoka wytrzymałość, mała twardość, dobra skrawalność
Zastosowanie: Narzędzia do obróbki zgrubnej i wykończającej ogólnego przeznaczenia, do obróbki materiałów o średniej wytrzymałości, np.: noże tokarskie i strugarskie, frezy, wiertła, narzędzia do gwintowania, segmenty i brzeszczoty pił, frezy ślimakowe
3.8 Stal 50HS hartowana i odpuszczona
PN-74/H-84032
Zawartość węgla: 0,5%
Struktura: ferrytyczno – martenzytyczna
Podniesiona udarność, zmniejszona twardość – odpuszczanie
Zastosowanie: Na resory, sprężyny do pojazdów mechanicznych pracujące przy dużych obciążeniach
V Wnioski:
Wyszukiwarka