79 (163)

156 Jerzy Baranek. Krystyna Haimann

Zmniejszenie stężenia węgla w warstwach powierzchniowych powoduje dyfuzje atomów węgla z głębszych warstw stali ku powierzchni. W ten sposób z upływem czasu na powierzchni powstaje warstwa o mniejszej zawartości węgla, tym grubsza, im wyższa jest temperatura i dłuższy czas wygrzewania - rys. 10.7.

Należy dodać, żc odwęglenic może również nastąpić podczas wyżarzania w atmosferze ochronnej, jeśli jej skład nie został należycie dobrany do zawartości węgla w wyżarzonej stali.

Odwęglenic jest zjawiskiem bardzo niebezpiecznym, gdyż powoduje zmniejszenie właściwości mechanicznych stali i to w warstwach powierzchniowych, w których podczas złożonych obciążeń zwykle występują największe naprężenia. Po obróbce cieplnej warstwy odwęglonc mają mniejszą wytrzymałość zmęczeniową, gdyż warstwa odwęglona ma działanie podobne do karbu.

Z powodu ujemnego wpływu odwęglenia warunki techniczne odbioru wielu wyrobów stalowych przewidują kontrole warstw powierzchniowych, w celu sprawdzenia stopnia odwęglenia i jego zasięgu.

PN-78/H-04506 zawiera opis metod pomiaru głębokości strefy odwęglonej w hutniczych wyrobach walcowanych. Według tej normy, całkowita strefa odwęglenia składa się w zasadzie ze strefy odwęglenia zupełnego (o strukturze czysto ferry-tycznej) i ze strefy odwęglenia niezupełnego (strefy przejściowej). W razie braku strefy odwęglenia zupełnego, strefa przejściowa stanowi całkowitą strefę odwęglenia.

Jeśli w gotowym wyrobie odwęglcnie warstwy powierzchniowej jest niedopuszczalne, to strefę te należy usunąć skrawaniem. Stosowane jest też. wzbogacanie warstw powierzchniowych węglem do stężenia, jakie występuje w rdzeniu, przy czym zabieg ten, nazywany dowęglaniem, można wykonać podczas grzania do hartowania.

10.5. Zadania do wykonania

1.    Zidentyfikować mikrostruktury otrzymanych próbek.

2.    Wykonać szkice mikrostruktur próbek.

3.    Posługując się odpowiednimi normami we wskazanych próbkach, określić:

•    stopień nasilenia pasmowości,

•    stopień nasilenia struktury Widmannstiłttena.

4.    Podać jak taka struktura wpływa na właściwości materiału.

5.    Narysować strukturę próbki po wyżarzaniu zmiękczającym i korzystając z PN-66/H-04505 opisać ją. Określić na podstawie struktury czy proces wyżarzania prawidłowo został wykonany.

ĆWICZENIE 11

BADANIA MIKROSKOPOWE ŻELIWA SZAREGO W STANIE NIETRAWIONYM, OKREŚLANIE CECH WYDZIELEŃ (MIKROSTRUKTURY) GRAFITU

Poznanie wpływu składu chemicznego, modyfikowania i szybkości chłodzenia na kształt i sposób rozmieszczenia wydzieleń grafitu oraz jego klasyfikacja zgodnie z PN-EN ISO 945.

Żeliwo jest jednym z trzech, obok stali i staliwa, podstawowym stopem żelaza. Głównym składnikiem jest węgiel, w ilości ponad 2,08% (3-3,8%), a oprócz tego krzem (0.5-5%), najczęściej 1,0-3,0%, mangan 0,4-1,4%, siarka do 0,1% (w odlewach cienkościennych do 0,08%) i fosfor 0,1-0,6% (żeliwie przeciwciemym 0,6-1,8%).

W mikrostrukturze żeliwa niepoddanego obróbce cieplnej występuje osnowa metalowa (fenyt, ferryt z perlitem lub perlit), grafit, eutektyka fosforowa oraz wtrącenia niemetaliczne.

Krótka historia żeliwa jako materiału konstrukcyjnego.

•    700-400 r. p.n.e. (Chiny) - otrzymywanie żeliwa - epoka żelaza.

•    400 r. p.n.e. (Europa) - otrzymywanie żeliwa.

•    1364 r. - pierwsza odlewnia żeliwa w Polsce w Pankach pod Częstochową.

•    1450 r. - rozpowszechnienie żeliwa do produkcji przedmiotów użytkowych (Niemcy).

•    XVI w.- norymberski mistrz K. Brunneer wydaje dzieło O odlewaniu armat

•    XVI w. - powstają odlewnie żeliwa w Krakowie i w Gdańsku Oliwie.

•    1678 r. - żeliwo staje się podstawowym materiałem do budowy maszyn i obiektów użytkowych.

•    1709 r. - pierwszy wielki piec na koks A. Darby (Anglia).

•    1749 r. - wynalezienie i opatentowanie pieca (tzw. żeliwiaka) do przetapiania surówki wielkopiecowej przez J. Wilkinsona (Anglia).