LABORATORIUM
MATERIAŁOZNAWSTWA
|
||||
Temat: BADANIE STRUKTUR STALI KONSTRUKCYJNYCH W RÓŻNYCH STANACH DOSTAWY (OBRÓBKI CIEPLNEJ) |
||||
Wykonał: Marcin Zając |
|
|||
Wydział: OiO Kierunek: Zarządzanie i marketing w gospodarce morskiej Grupa: 4 |
|
|||
3.03.2010 r. Data: |
Ocena: |
Uwagi: |
||
Cel ćwiczenia:
Przedstawienie podstawowych pojęć określających stany dostawy stali w przepisach Towarzystw Klasyfikacyjnych (TK). Poznanie struktur stali konstrukcyjnych po procesach obróbki cieplnej, których skutkiem jest zmiana właściwości mechanicznych. Umiejętność doboru parametrów obróbki cieplnej:
-wyżarzania
-hartowania
-odpuszczania
stali konstrukcyjnych niestopowych. Charakterystyka przemiany martenzytycznej i bainitycznej. Poznanie zjawisk zachodzących podczas odpuszczania stali niestopowych.
Metodyka:
Opis mikroskopu:
Ćwiczenie zostało wykonane na mikroskopie świetlnym. Był to mikroskop metalograficzny
z pionową osią optyczną, pracujący w świetle odbitym od powierzchni zgładu.
Proces przygotowania próbek można podzielić na :
-wycinanie
-szlifowanie
-polerowanie
-trawienie
Próbki wycięte zostały z wyrobów stalowych lub żeliwnych w taki sposób, aby ukazały charakterystykę budowy wewnętrznej całego badanego materiału. Przy pobieraniu próbek do badań mikroskopowych pomocne są badania makroskopowe. Wycinanie próbek najczęściej przeprowadza się:
• ręcznie,
• mechanicznie,
• chemicznie,
• elektrolityczne.
Opis zgładu opiera się na poszczególnych normach:
PN−66/H−04505 - Mikrostruktura stalowych wyrobów hutniczych. Wzorce i oznaczania
PN−69/H−04504 - Cementyt trzeciorzędowy. Pasmowość
PN−84/H−04507/01 - Mikroskopowe metody określania wielkości ziarna
BIBLIOGRAFIA:
- Przepisy klasyfikacji i budowy statków morskich. Część IX. Materiały i spawanie. Polski Rejestr Statków, Gdańsk 2008.
- Skrypt do ćw. Nr 1 „ BADANIE STRUKTUR STALI KONSTRUKCYJNYCH W RÓŻNYCH STANACH DOSTAWY (OBRÓBKI CIEPLNEJ)” Henryk Bugłacki
Podstawowe pojęcia:
Ulepszanie cieplne- hartowanie i odpuszczanie w wysokiej temperaturze w celu otrzymania żądanych właściwości mechanicznych, a w szczególności dobrej ciągliwości i dobrej plastyczności.
Hartowanie - proces obróbki cieplnej w którym stal jest nagrzewana do temperatury powyżej Ac3 i następnie chłodzona w celu utwardzenia struktury.
Normalizowanie - obróbka cieplna obejmująca austenityzowanie i następnie chłodzenie w powietrzu.
Odpuszczanie- proces obróbki cieplnej w którym stal jest nagrzewana do temperatury poniżej Ac1 w celu przywrócenia ciągliwości poprzez poprawę struktury.
Rozróżniamy odpuszczanie:
- niskie
- średnie
- wysokie
Zakres austenityzacji stali niestopowych z uwzględnieniem zawartości węgla:
Rysunki struktur stali zahartowanych przy różnych prędkościach oziębiania:
Każda, mniejsza od krytycznej, prędkość chłodzenia austenitu powoduje tworzenie się innych struktur Są to mieszaniny struktur martenzytu z drobnym perlitem (trostytem hartowania), martenzytu z bainitem, czy też drobnego perlitu z bainitem i martenzytem.
Każda z odmian chłodzenia prowadzi do różnych wartości naprężeń występujących w przedmiotach hartowanych. Największe naprężenia wytwarzają się przy chłodzeniu tzw. ciągłym (od temperatury austenityzacji do temperatury otoczenia), mniejsze przy chłodzeniu stopniowym, a zupełnie nieznaczne przy chłodzeniu izotermicznym. Często określa się hartowanie izotermiczne jako hartowanie nie wywołujące naprężeń.
Podstawowe wymagania stawiane technologii obróbki cieplnej stali przez TK:
- Stal powinna być wytopiona w piecach martenowskich, elektrycznych, konwertorowych, tlenowych lub inną metodą uzgodnioną z TK.
- Metoda odtleniania stosowana dla każdej kategorii powinna odpowiadać wymaganiom podanym w Przepisach TK
- Metoda walcowania stosowna dla każdej kategorii powinna odpowiadać stanom dostawy podanych w tabelach TK
W Świadectwie odbioru powinny znaleźć się, poza wymiarami geometrycznymi i wielkością dostawy (ilość, sztuk, masa, itp.) następujące informacje:
- nazwa zamawiającego i numer zamówienia oraz obiekt, dla którego jest przeznaczony materiał (jeżeli jest znany),
- numer wytopu, numer identyfikacyjny,
- nazwa wytwórni,
- kategoria materiału według Przepisów lub warunków zamówienia,
- skład chemiczny,
- stan dostawy,
- wyniki badań własności mechanicznych
- wyniki badań technologicznych
Analiza:
Próbka 1 i 2 wykazują tę samą strukturę perlityczno- ferrytyczną, nieznacznie różnią się składem procentowym.
Próbki: 3 i 4 mają strukturę martenzytyczno - bainityczną
Próbka 5 w 80 % zbudowana jest ze struktury bainitycznej ponieważ wyrażnie widać pomarańczowe tło
W próbce nr. 4 tło niebieskie i pomarańczowe zajmują podobne powierzchnie co wskazuje na obecność 45% martenzytu i 45% bainitu, pozostałą powierzchnie zajmuje cementyt
Wtrącenia niemetaliczne widać na zgładzie nr. 2 na którym SA rozmieszczone punktowo
W żadnym ze zgładów nie ujawniła się pasmowość
Wnioski:
- Obróbkę cieplną stosuje się w celu otrzymania żądanych właściwości mechanicznych, a w szczególności dobrej ciągliwości i dobrej plastyczności. Otrzymuje się to przy wykorzystaniu procesów takich jak hartowanie i odpuszczanie w wysokiej temperaturze.
- Jednym z ważniejszych parametrów hartowania jest szybkość chłodzenia zależna od użytego ośrodka chłodzącego
- Martenzyt ma większą objętość właściwą o ok. 1,5% niż austenit dlatego w miarę postępu przemiany pozostały austenit podlega coraz większym naprężeniom ściskającym hamujących przemianę, aż do jej całkowitego ustania
- Stale węglowe można hartować tylko w przypadku małych przekrojów, ponieważ w większych przekrojach uzyskuje się strukturę martenzytyczną jedynie w warstwach powierzchniowych
- Krytyczna szybkość chłodzenia dla stali węglowych zależy od wartości węgla. Duże jej wartości są podstawową przyczyną niemożności hartowania
- Czas nagrzewania zależy od składu chemicznego stali, wymiarów przedmiotu, ośrodka grzewczego. Czas ten musi być tak dobrany, aby w całym przekroju materiału powstał austenit
Politechnika Gdańska
5
Politechnika Gdańska
Gdańsk 2010
Wyszukiwarka