Nr.grupy 6/Im II	Wróbel Łukasz	Data zajęć 03.12.2002
Nr.zespołu 12	TEMAT ĆWICZENIA: Wyznaczanie hartowności metodą Jominiego	OCENA:
Prowadzący

Hartowaniem nazywamy operację prowadzącą do powstania struktury martenzytycznej lub bainitycznej. Polega na nagrzaniu stali podeutektoidalnej ok. 30 ÷ 50 °C powyżej temperatury Ac3 i następnym ochłodzeniu z prędkością większą od krytycznej, przy czym przy hartowaniu martenzytycznym chłodzi się poniżej temperatury Mś , a przy bainitycznym wytrzymuje izotermicznie powyżej temperatury Mś aż do zajścia przemiany pośredniej Stale nadeutektoidalne hartuje się od temperatury przekraczającej o 30 ÷ 50 °C Ac1 , gdyż znajduje się w nich twardy składnik - cementyt wtórny.

Zabieg hartowania powoduje podniesienie twardości stali.

Racjonalne hartowanie polega na doborze dla określonego gatunku stali takiego sposobu chłodzenia, aby uniknąć dyfuzyjnej przemiany austenitu, ale nie wywołać dużych naprężeń spowodowanych zbyt szybkim ochłodzeniem. Najczęściej stosuje się ośrodki chłodzące ciekłe takie jak: woda, olej, woda + NaOH, woda + NaCl; ale mogą być również używane ośrodki gazowe i stałe.

Hartownością stali nazywamy zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej.

Własność ta jest ściśle związana z jej krytyczną prędkością chłodzenia (im Vk większa, tym hartowność mniejsza.

Z hartownością wiążą się następujące cechy:

- głębokość hartowania,

- maksymalna twardość uzyskiwana na powierzchni,

- skłonność do tworzenia rys i pęknięć hartowniczych.

Hartowność jest ważną charakterystyczną cechą stali , gdyż pozwala na racjonalny dobór stali w zależności od przekroju hartowanego elementu, tak aby nastąpiło jego zahartowanie na wskroś.

Zwykle dla danego gatunku stali podaje się tzw. pasmo hartowności, które uwzględnia rozrzut hartowności wynikający z dopuszczalnych odchyłek składu chemicznego, wielkości ziarna austenitu itp. Krzywe hartowania stali z danego gatunku powinny się mieścić w obrębie pasma.

Rodzaje hartowania:

Hartowanie zwykłe - element po austenityzowaniu chłodzi się w odpowiednio dobranym ośrodku, zależnym od hartowności stali. Stale o małej hartowności chłodzi się w wodzie ;stale o większej hartowności mogą być chłodzone w oleju lub nawet w powietrzu.

Hartowanie miejscowe - w tym przypadku austenityzuje się cały element, a chłodzi tylko tę część która ma być utwardzona. Można też austenityzować tylko pewną część elementu, a chłodzić cały.

Hartowanie stopniowe - dzięki takiemu hartowaniu zanikają naprężenia termiczne oraz zmniejsza się skłonność do pękania i paczenia elementów. Przemiana martenzytyczna zachodzi wówczas prawie jednocześnie w całym przekroju. Jako kąpieli hartowniczych używa się najczęściej stopionych soli: azotanów i azotynów sodu i potasu, które szybko odbierają ciepło od ochładzanych elementów.

Hartowanie przerywane - przypomina hartowanie stopniowe, gdyż stosuje się dwa ośrodki chłodzące: najpierw wodę, która daje dużą prędkość chłodzenia do temp. ok. 450°C i pozwala na uniknięcie przemiany perlitycznej, a następnie olej, który znacznie zmniejsza intensywność odprowadzania ciepła w zakresie temperatury Ms i tym samym redukuje naprężenia, obniżając skłonność do pękania i krzywienia się elementów.

Najczęściej stosowanymi metodami do obliczania hartowności są:

- metoda obliczeniowa (Grossmana), która polega na liczbowym ujęciu (w formie współczynników) wpływu składu chemicznego stali i wielkości ziarna austenitu na hartowność stali.

- metoda hartowania od czoła (Jominy'ego), która polega na zahartowaniu od czoła próbki cylindrycznej o średnicy 25 mm i długości 100 mm strumieniem wody wypływającym z dyszy. Po zahartowaniu dokonuje się serii pomiarów twardości aparatem Rockwella w odległościach co 2 mm. Znając twardość strefy półmartenzytycznej dla badanego gatunku stali, możemy znaleźć odległość od czoła, w której występuje struktura zawierająca 50% martenzytu, czyli tzw. odległość krytyczną. Na podstawie wykresu (Craftis'a, Lamont'a) możemy także określić idealną średnicę krytyczną dla dowolnego ośrodka chłodzącego.

Element, w którego strukturze występuje 50% martenzytu uznaje się za zahartowany.

Czynniki które wpływają na hartowność.

• Zwiększenie zawartości pierwiastków stopowych ;

1. niekorzystne - kobalt, przyspiesza przemianę perlityczną ;

2. korzystne - najlepszy i najodpowiedniejszy jest bar który poprawia hartowność 2 ÷ 5 razy przy stężeniu 0,002 ÷ 0,005 % ;

• większe ziarno austenitu i jego jednorodności ;

zwiększenie ilości węgla - występuje tu jednoczesne zwiększenie hartowności i twardości martenzytu ;

---