Jarosław Długosz Poznań 2002-01-07
Obróbka cieplna stali 50S2
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z wpływem różnych operacji obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności mechaniczne stali 50S2.
Miałem do dyspozycji pięć próbek ze stali 50S2. Każda z nich została poddana innej obróbce cieplnej wg. tabeli:
Warunki obróbki cieplnej próbek
Nr próbki
|
Warunki austenityzowania
|
Sposób chłodzenia |
Warunki odpuszczania |
Podać nazwę operacji obróbki cieplnej |
1 |
Stan dostawy |
- |
- |
- |
2 |
850°C |
„woda” |
- |
Hartowanie |
3 |
850°C |
Na powietrzu |
- |
Wyżarzanie normalizujące |
4 |
850°C |
"woda" |
600°C |
Ulepszanie cieplne |
6 |
850°C |
Kąpiel solna |
- |
Hartowanie bainityczne z przemianą izotermiczną |
Orientacyjne czasy nagrzewania i wygrzewania w procesach hartowania i odpuszczania zostały dobrane z odpowiedniej tabeli i wynoszą odpowiednio:
dla hartowania, normalizowania, wyżarzania zupełnego:
- nagrzewanie 6 min.
-wygrzewanie 1,5 min.
dla odpuszczania:
- nagrzewanie 7,5 min.
- wygrzewanie 1,85 min.
Wyniki:
Wyniki pomiarów twardości i udarności
Nr próbki |
Rodzaj obróbki cieplnej |
Twardość |
Udarność KCV3\150 J\cm |
Przewidywana struktura |
|
|
|
HV 30 |
HRC |
|
|
1 |
Bez obróbki |
150 |
- |
- |
Perlit+Ferryt |
2 |
Hartowanie |
636 |
63 |
1,8 |
Martenzyt+auste-nit szczątkowy |
3 |
Wyżarzanie normalizujące |
151
|
26 |
32 |
Perlit+Ferryt(dro-bnoziarnistość) |
4 |
Ulepszanie cieplne |
185 |
29 |
Powinno być 40 natomiast było 6 |
Sorbit |
6 |
Hartowanie bainityczne z przemianą izotermiczną |
248 |
45 |
66 |
Bainit |
Zadania do wykonania:
Podać w jakiej odległości od czoła próbki Jominy'ego (l
i l
)
wystąpi twardość krytyczna, która dla stali 50S2 wynosi 46HRC.
l
= 4mm
l
= 10mm
Jakiej odpowiada to średnicy krytycznej dla wody i oleju (wg. PN-79/H-04402) ?
- dla oleju : d
=10mm, d
=28mm
- dla wody : d
=20mm, d
=44mm
Jakich własności mechanicznych spodziewamy się na próbkach ze stali 50S2 po hartowaniu i odpuszczaniu w temp. 450°C i 600°C ?
odpuszczanie w temp. 450°C
A
= 10% Z =40% HRC= 42 Re=1320MPa Rm= 1450 MPa
odpuszczanie w temp. 600°C
A
=20% Z =50% HRC= 30 Re=850MPa Rm= 1000MPa
Zaproponować warunki hartowania izotermicznego stali 50S2 na bainit dolny o twardości 50HRC
Szybkość chłodzenia od 850°C do 330°C w 3 sek. wynosi : V= 175°C/s.
Czas wygrzewania izotermicznego w temp. 330°C wynosi : t= 17 min.
Wnioski:
Porównując wartości twardości z tabeli z wartościami odczytanymi z wykresu dla odpuszczania w temp. 450°C i 600°C widać, że odzyskaliśmy lepsze wyniki twardości, a co za tym idzie lepsze parametry Re i Rm. Obniżyły się bez wątpienia parametry plastyczności A
i Z . Wynika to prawdopodobnie z dobranych przez nas czasów.
Minimalna średnica krytyczna dla chłodzenia w wodzie wynosi 20mm. Moja próbka miała 6mm, a więc na pewno została zahartowana na wskroś.
Jeżeli chodzi o udarność próbki nr 4 wyniosła ona 6 J/cm
a je wartość powinna wynosić ok.40 J/cm
,drastyczny spadek udarności był spowodowany wystąpieniem pęknięcia hartowniczego na powierzchni badanej próbki.
Wyliczone czasy procesu OC nie pokrywały się z rzeczywistością, było to związane z warunkami technicznymi.