Sprawozdanie

Temat:” Obróbka cieplna stali i badanie mikrostruktur stali obrobionych cieplnie”

Teoria:

Hartowanie - jest to operacją cieplną na stali, która składa się z dwóch bezpośrednio po sobie następujących faz. Pierwsza faza to nagrzewanie do temperatury powyżej przemiany austenitycznej (zwykle 30°C do 50°C powyżej temperatury przemiany austenitycznej) i wygrzewanie, tak długo jak to potrzebne, by nastąpiła ona w całej objętości hartowanego obiektu. Drugą fazą jest szybkie schładzanie. Szybkość schładzania musi być taka, by z austenitu nie zdążył wydzielić się cementyt i jego struktura została zachowana do temperatury przemiany martenzytycznej, w której to austenit przemienia się w fazę zwaną martenzytem. Stal posiadająca strukturę martenzytyczną nazywana jest stalą martenzytyczna lub hartowaną. Hartowanie przeprowadza się, by podnieść twardość i wytrzymałość stali. Przy hartowaniu niezwykle istotnym jest dobór szybkości schładzania. Zbyt wolne schładzanie powoduje wydzielanie się cementytu i uniemożliwia przemianę martenzytyczną, podczas gdy zbyt szybkie chłodzenie powoduje powstanie zbyt dużych naprężeń hartowniczych, które mogą doprowadzić do trwałych odkształceń hartowanego elementu lub jego pęknięć.

Hartowność- jest to zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej.

Na hartowność stali wpływają poniższe czynniki:

• Skład chemiczny austenitu,

• Wielkość ziarna austenitu,

• Jednorodność austenitu,

• Obecność nierozpuszczalnych wtrąceń.

Stal po zahartowaniu zyskuje na twardości, wytrzymałości, wzrasta jej granica plastyczności i sprężystości, maleje udarność i obrabialność.

Odpuszczanie- jest to operacja cieplna na zahartowanej wcześniej stali. Celem odpuszczania jest usunięcie naprężeń hartowniczych oraz zmiana własności fizycznych zahartowanej stali, a przede wszystkim zmniejszenie twardości, a podniesienie udarności zahartowanej stali.

Odpuszczanie polega na rozgrzaniu zahartowanego wcześniej przedmiotu do temperatury w granicach 150° do 650°C, przetrzymywaniu w tej temperaturze przez pewien czas, a następnie schłodzeniu. W czasie odpuszczania całość lub część martenzytu zawartego w zahartowanej stali rozpada się, wydzielając bardzo drobne ziarna cementytu, tworząc fazę zwaną sorbitem.

Rodzaje odpuszczania ze względu na temperaturę:

• Niskie, temperatura: 150-250°C

• Średnie, temperatura: 250-500°C

• Wysokie, temperatura powyżej 500°C, ale niższa od A₁

Cześć praktyczna

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie wpływu obróbki cieplnej na twardość stali konstrukcyjnej niskostopowej C45.

2. Opis ćwiczenia:

• Mierzenie twardości próbek(6) badanej stali aparatem Rockwella,

• Ustalenie odpowiednią temperaturę hartowania:

Nr.	Temperatura	Czas	Sposób chłodzenia
1	650°C	15 min	woda
2	740°C	15 min	woda
3	850°C	15 min	woda
4	850°C	15 min	woda
5	850°C	15 min	powietrze
6	850°C	15 min	woda

Po 15 min próbki 3,4,6 zostały poddane odpuszczaniu:

Nr.	Temperatura	Czas	Sposób chłodzenia
3	300°C	20min	woda
4	500°C	20min	woda
6	650°C	20min	woda

3. Wyniki:

Nr	Hartowanie	Twardość		Odpuszczanie	Twardość (HB)
						HRB	HRC
1	650°C /15min/H2O	92			195
2	740°C /15min/H2O		51;52		506
3	850°C /15min/H2O		52;53	300°C/20min/ H2O	506
4	850°C /15min/H2O		39;40	500°C/20min/ H2O	370
5	850°C /15min/H2O	93			205
6	850°C /15min/Air		28;29	650°C/20min/ H2O	272

4. Wnioski:

Najtwardszą próbką jest próbka nr 2 i 3, widzimy również, że odpuszczanie w temperaturze powyżej 300°C zmniejsza twardość próbek, lecz zwiększa sprężystość i wytrzymałość.

Stal po odpuszczaniu w temperaturze:

• od 150-250°C stosuje się do produkcji np. narzędzi, celem jest usuniecie naprężeń hartowniczych,

• od 250-500°C stosuje się przy produkcji np. sprężyn, resorów. Celem jest uzyskanie wysokiej wytrzymałości i sprężystości przy znacznym obniżeniu twardości.

• >500°C celem jest uzyskanie wysokiej wytrzymałości przy niskiej twardości.







Podsumowując wyraźnie widać, że bardzo istotny jest proces hartowania stali C45 ponieważ, uzyskamy bardzo zróżnicowaną stal, od twardej i kruchej po plastyczną i miękką.

---