Obróbka cieplna stali - Notatki - Materiałoznastwo, Notatki z Materiały inżynieryjne

Pobierz Obróbka cieplna stali - Notatki - Materiałoznastwo i więcej Notatki w PDF z Materiały inżynieryjne tylko na Docsity!

Obróbka cieplna stali

Obróbka cieplna stopów : zabiegi cieplne, które mają na celu nadanie im pożądanych cech mechanicznych, fizycznych lub chemicznych przez zmianę struktury stopu.

Najważniejsze rodzaje obróbki cieplnej:

• wyżarzanie,
• hartowanie, odpuszczanie,

Podstawowe etapy obróbki cieplnej:

nagrzewanie wygrzewanie chłodzenie

temperatura

czas

Przemiany występujące przy nagrzewaniu przemiany: perlit austenit ferryt austenit rozpuszczanie cementytu w austenicie są to przemiany dyfuzyjne, których przebieg zależy nie tylko od temperatury, lecz także od czasu, więc także od szybkości nagrzewania.

Przemiany fazowe w stali związane z obróbką cieplną

Przemiany zachodzące przy chłodzeniu: perlityczna, bainityczna, martenzytyczna Szybkość przemiany austenitu w perlit zależy od temperatury przemiany

Izotermiczna zależność temperaturowa przemiany jako % przemiany względem log t

t [s]

drobny perlit

grubopłytkowy perlit

Wykres przemian izotermicznych CTPi (czas, temperatura, przemiana)

początek przemiany

koniec przemiany 100% perlitu

50% perlitu

Temperatura przemiany 675oC Początek przemiany

Koniec przemiany

Perlit

Austenit (niestabilny)

Austenit (stabilny) Temperaturaeutektoidalna

Przemiana martenzytyczna

Zachodzi podczas szybkiego chłodzenia austenitu (z szybkością większą od szybkości krytycznej)

Martenzyt: przesycony roztwór stały węgla w żelazie a, powstający podczas przemiany austenitu przechłodzonego do temperatury, w której nie zachodzi dyfuzja węgla. Objętość właściwa martenzytu jest większa niż austenitu Jest strukturą stali o największej twardości, ale jest także bardzo kruchy; Do zastosowań inżynierskich powinien być dalej obrabiany cieplnie przez „odpuszczanie”

Vk- krytyczna szybkość chłodzenia

Przemiana bainityczna

Przemiana bainityczna:

Przemiana pośrednia zachodzi w temperaturze ok.500 – 300oC w warunkach utrudnionej dyfuzji. Łączy cechy przemiany perlitycznej i martenzytycznej: W wyniku rozpadu austenitu tworzą się zorientowane względem austenitu płytki ferrytu, z którego następnie wydziela się cementyt o kształcie kulkowym, wydłużonym lub iglastym.

bainit dolny do 58HRC

bainit górny: około 40HRC

Wykres CTPc dla stali o zawartości 0,45% C

Przemiany występujące podczas odpuszczania martenzytu

Martenzyt jest fazą metastabilną i w czasie odpuszczania ulega rozpadowi na trwalsze fazy.

W czasie odpuszczania z martenzytu wydzielają się bardzo drobne węgliki aż do uzyskania struktury sorbitu: ferrytu z bardzo drobnymi wydzieleniami kulkowego cementytu (sorbitu)

200 o^300 o^450 o

Podstawowe zabiegi obróbki cieplnej: wyżarzanie, hartowanie, odpuszczanie, przesycanie, starzenie

Wyżarzanie: polega na nagrzaniu materiału do określonej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i chłodzeniu z odpowiednią szybkością.

Ujednoradniające : temperatura 100 - 150oC< Solidus (stal 1000-1250oC),+ studzenie. Cel: zmniejszenie miejscowych niejednorodności materiału

Rodzaje wyżarzania:

Normalizujące : temperatura 30-50oC powyżej linii Ac3+Acm studzenie w spokojnym powietrzu. Cel: otrzymanie równomiernie drobnoziarnistej struktury F i P

Zupełne : temperatura jak przy normalizacji + studzenie powolne, z piecem. Cel: otrzymanie struktur równowagowych, zmiękczenie stali,