Politechnika Warszawska Wydział Transportu

LABOLATORIUM

MATERIAŁOZNASTWA

Rok akademicki 2007/2008

Semestr I

Imię i nazwisko: Piotr Ogiński

Grupa / podgrupa: T5 / C

Ocena:

Ćwiczenie nr I

Temat: Obróbka cieplna - hartowanie i wyżarzanie

Data wykonania ćwiczenia Data złożenia sprawozdania

29.10.2007 12.11.2007

SPIS TREŚCI:

Strona tytułowa................................................................................. 1

Wstęp................................................................................................ 3

Przebieg ćwiczenia............................................................................ 4

Analityczne zestawienie wyników.................................................... 5

Matematyczne obliczenia zmian twardości...................................... 6

Wnioski............................................................................................. 7

WSTĘP:

Celem naszego ćwiczenia było pokazanie, jak zmienia się twardość kolejnych, podanych stopów stali, w procesie hartowania, oraz odpuszczania.

Przed przystąpieniem do części praktycznej ćwiczeń, grupa została zapoznana przez Wykładowcę z częścią teoretyczną. Przedstawiona została ogólna charakterystyka badanych próbek, podana w tabeli. Badaniu zostało poddane 5 próbek o różnych właściwościach chemiko-fizycznych. Poniżej przedstawię tę tabelę.

Nazwa próbki	Stal	% C	Twardość przed hartowaniem HRB
„R”	45	0,45	84
„HS”	50HS	0,50	93
„H”	65	0,65	86
„S”	N11E	1,10	85
„C”	NC6	1,30	94

W tabeli tej podane zostały następujące określenia:

• Nazwa próbki - nazwa przyjęta na potrzeby naszego ćwiczenia

• Stal - jest to ogólnie przyjęta nazwa dla stopu stali o określonych właściwościach

• % C - oznacza procentową zawartość pierwiastka węgla w danym stopie

• Twardość przed hartowaniem HRB - jest to współczynnik twardości próbki przed hartowaniem, mierzony w skali HRB

Bezpośrednio przed rozpoczęciem ćwiczenia, grupa została poinformowana o grożącym niebezpieczeństwie poparzenia, gdyż próbki które należało zahartować znajdowały się w piecu o bardzo wysokiej temperaturze.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Cały przebieg ćwiczenia wydawał się bardzo prosty. Należało wyjąć próbki z pieca rozgrzanego do temperatury 800°C a następnie zahartować w wiadrze z zimną wodą. Po wykonaniu tych czynności, Wykładowca zmierzył twardość próbek metodą Rockwella, a następnie podał wynik w skali HRC. Ponieważ twardość próbek przed hartowaniem podana była w skali HRB, natomiast wynik po hartowaniu w skali HRC, należało przeliczyć podane wartości na skale HV, na podstawie ogólno- przyjętych tablic. Wynik jest następujący:

Nazwa próbki	Przed hartowaniem HRB	Przed hartowaniem HV	Po hartowaniu HRC	Po hartowaniu HV
R	84	165	61	720
HS	93	207,5	59	674
H	86	175	63	772
S	85	170	61	720
C	94	215	64	800

Drugą częścią wykonywanego ćwiczenia było przeprowadzenie procesu odpuszczania zahartowanych próbek.

Odpuszczanie polega na nagrzaniu metalu do odpowiedniej temperatury, wygrzewaniu w niej i następnie powolnym schłodzeniu. Na potrzeby naszego ćwiczenia próbki zostały umieszczone w piecu w temperaturze 600°C na czas ok. 10min. Po tym czasie zostały wyjęte z pieca, i odstawione w bezpiecznym miejscu do wystygnięcia na świeżym powietrzu. Po ostygnięciu Wykładowca zmierzył twardość próbek metodą Rockwella, wynik podając w skali HRC. Wyniki są następujące:

Nazwa próbki	Po odpuszczeniu HRC	Po odpuszczeniu HV
R	30	302
HS	31	310
H	35	345
S	28	386
C	38	372

ANALITYCZNE PRZEDSTAWIENIE WYNIKÓW ĆWICZENIA:

Tabela zestawcza wszystkich wyników pomiaru twardości próbek, przeliczona na skalę HV:

Nazwa próbki	Stal	% C	Twardość przed hartowaniem HV	Twardość po hartowaniu HV	Twardość po odpuszczaniu HV
R	45	0,45	165	720	302
HS	50HS	0,50	207,5	674	310
H	65	0,65	175	772	345
S	N11E	1,10	170	720	386
C	NC6	1,30	215	800	372

Wykres powyższego zestawienia wyników, obrazujący zmiany twardości w skali HV:

MATEMATYCZNE OBLICZENIA ZMIANY TWARDOŚCI PRÓBEK PO PROCESACH HARTOWANIA I ODPUSZCZANIA:

1. Zmiana twardości po hartowaniu:

Przyrost twardości po hartowaniu obliczamy ze wzoru:

Nazwa próbki	Procentowy wzrost twardości
R	336,3636 %
HS	224,8193 %
H	341,1429 %
S	323,5294 %
C	272,093 %

2. Zmiana twardości po wyżarzaniu:

Spadek twardości po hartowaniu obliczamy ze wzoru:

Nazwa próbki	Procentowy spadek twardości
R	58,0556 %
HS	54,0059 %
H	55,3109 %
S	46,3889 %
C	53,5 %

WNIOSKI:

Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzam, iż proces hartowania znacznie zwiększa twardość stali. Na stopień wzrostu twardości duży wpływ ma procentowa zawartość węgla w próbce.

Głównym celem kolejnego procesu wykonanego w tym ćwiczeniu jakim jest wyżarzanie, jest zwiększenie udarności stali kosztem zmniejszenia jej twardości. Proces ten doprowadził do zmniejszenia twardości zahartowanej próbki aż o 50%.

1

2

---