99 (108)

ĆWICZENIE 14

MIKROSTRUKTURY I WŁAŚCIWOŚCI STALI PO CIEPLNEJ OBRÓBCE POWIERZCHNIOWEJ

Zapoznanie się z budową i stanem warstw powierzchniowych wytworzonych na stalach w procesach obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej oraz ich wpływem na właściwości użytkowe wyrobów stalowych.

Stosowanie różnego rodzaju cieplnej obróbki powierzchniowej do wyrobów metalowych ma przede wszystkim na celu poprawę właściwości eksploatacyjnych. Ich efektem jest ukształtowanie się na powierzchni wyrobu nowego stanu materiału o zmienionych cechach fizycznych i niekiedy chemicznych, w stosunku do cech materiału obrabianego. Część materiału sięgającą od powierzchni w głąb na głębokość od 1 pm do kilku milimetrów w zależności od potrzeb i zastosowanej obróbki powierzchniowej, która wykazuje zmienione cechy fizyczne w stosunku do materiału rdzenia, nazywa się warstwą wierzchnią lub bardziej ogólnie warstwą powierzchniową. Pojęcie warstwy powierzchniowej obejmuje bowiem oprócz warstwy wierzchniej również powłokę, którą definiuje się jako warstwę metalu, stopu lub innego materiału (niekoniecznie metalicznego) trwale naniesioną na powierzchnię obrabianego przedmiotu:

Stan warstwy wierzchniej, który bezpośrednio wpływa na odporność na ścieranie oraz odporność korozyjną, wraz ze stanem podłoża (rdzenia), decyduje o trwałości części maszyn i konstrukcji szczególnie w warunkach działania obciążeń zmiennych. Podstawowymi parametrami opisującymi stan warstwy wierzchniej są struktura, stan umocnienia i naprężenia własne oraz geometria powierzchni.

W zależności od rodzaju zjawisk wykorzystywanych do wytwarzania warstw powierzchniowych, wszystkie metody można ogólnie podzielić na sześć grup: mechaniczne (np. nagniatanie, skrawanie, obróbka plastyczna na zimno); cieplno-mechaniczne (np. natryskiwanie cieplne, obróbka plastyczna na gorąco); cieplne (np. hartowanie powierzchniowe, nadtapianic, napawanie); cieplno-chemiczne (np. nawęglanie, azotowanie); elektrochemiczne i chemiczne (np. osadzanie elektrolityczne (galwaniczne) i chemiczne (bez-