Obróbka cieplna i spawalnictwo
Nazwisko i imię: Bartosz Piasecki		Semestr: III	Wydział: BMiZ	Kierunek: ZiIP	Grupa dziek: ZP 3
Temat ćwiczenia: Hartowność. Obróbka cieplna stopów żelaza.
Data wykonania ćwiczenia: 07.17.12	Prowadzący

1. Skład obrabianych materiałów:

Stal C45

C	Cr	Mn	Ni	Mo	Si
0,46%	Min:0 Max:0,3	Min:0,5 Max:0,8	Min:0 Max:0,3	0	Min:0,17 Max:0,37

Stal 41Cr4

C	Mn	Si	Cr	Ni
Min:0,36 Max:0,44	Min:0,15 Max:0,8	Min:0,17 Max:0,37	Min:0,8 Max:1,1	0,3

Stal 100Cr6

C	Mn	Si	Cr	Ni
Min:0,95 Max:1,1	Min:0,25 Max:0,45	Min:0,15 Max:0,35	Min:1,3 Max:1,65	0,3

2. Wykonywane badania:

Próba Jominy'ego: metoda określenia hartowności stali. Próba polega na wygrzaniu znormalizowanej próbki (średnica 25 mm, długość 100 mm) przez ok. 25 minut w temperaturze 850 °C. Następnie próbka jest czołowo oziębiana. Po całkowitym ostygnięciu próbkę ostrożnie szlifuje się tak, aby nie zmienić struktury, z wzdłuż tworzącej z dwu przeciwległych stron. Następnie na powierzchni ścięć mierzy się twardość w skali Rockwella C. Na podstawie próby sporządza się wykres twardości HRC w funkcji odległości od czoła próbki.

Metoda przez Grossmana polega na hartowaniu w wodzie lub oleju cylindrycznych próbek o różnych średnicach. Następnie próbki przecina się i dokonuje się pomiarów twardości na poprzecznym przekroju wzdłuż średnicy. Wyniki pomiarów zestawia się graficznie. Za granicę strefy zahartowanej przyjmuje się strukturę o zaw. 50% martenzytu.

3.Pomiary przedstawiające zależność twardości materiału od odległości od czoła:

Odległość od czoła [mm]	1	2,5	4	5,2	6	7	8
Twardość [HRC]	49,5	47	45	41	35	31,5	30

4.Analiza wykresu

Twardość materiału zmniejsza się w miarę zwiększania odległości od czoła próbki. Spowodowane jest to różnymi prędkościami chłodzenia. Miejsce które było poddane najbardziej intensywnemu chłodzeniu (czoło próbki) najszybciej ostygło i ma największą twardość. W miarę oddalania się od czoła zawartość fazy martenzytycznej maleje, a wraz z nią twardość, co jednocześnie powoduje spadek kruchości.

Twardość krytyczna (43 HRC) występuje w odległości ok. 4,5 mm od czoła.

5.Metoda obliczeniowa Grossmanna:

Wielkość ziarna: 6

Współczynnik intensywności chłodzenia: H=6

Wielkości wyliczone przez program komputerowy:

- idealna średnica krytyczna: min: 18,45mm max: 14,5mm

- rzeczywista średnica krytyczna: min: 52,35 mm max:47,73mm

6.Hartowanie objętościowe w oleju:

Stal: 100Cr6 - stal łożyskowa temp. austenityzowania: 850^oC

Stal: 41Cr4 czas hartowania: 10min

Twardość próbek po hartowaniu:

41Cr4	54,6 HRC	61,7 HRC	53 HRC
100Cr6	60,7 HRC	61,5 HRC	49,5 HRC

Stal: 41Cr4, 100Cr6 temp: 520^oC

Wymiary: D=20mm, D=12mm czas odpuszczania: 30min

Twardość próbek po odpuszczeniu:

41Cr4	42 HRC	51,1 HRC	49 HRC
100Cr6	30 HRC	46,1 HRC	48,5 HRC

Stal 41Cr4 była hartowana w wodzie, natomiast stal 100Cr6 była hartowana w oleju.

7.Wnioski:

Chłodzenia w oleju jest stosowane dla stali stopowych (mają one wysoką hartowność), nie stosuje się go do dla stali węglowych, ponieważ mogą one popękać.

Próbę w oleju należy chłodzić dłużej ze względu na niższą intensywność chłodzenia.

Twardość stali po hartowaniu 100Cr6 w porównaniu z 41Cr4 jest większa. Proces odpuszczenia bardziej zmniejszył twardość stali 100Cr6. Zabieg odpuszczania wysokiego miał na celu uzyskania wysokiej wytrzymałości przy niskiej twardości.

---