dz4
DESCRIPTION
toplinska obrada metalaTRANSCRIPT
-
SVEUILITE U RIJECI
TEHNIKI FAKULTET
Sveuilini diplomski studij strojarstva
Toplinska obrada metala i inenjerstvo povrina
Domaa zadaa 4
Rijeka, 3. studenog 2014. Ante Crnica Barbara Malnar Sebastijan Komrl Darko Petrovi
-
SADRAJ
1. Osnovni postupci toplinske obrade elika ........................................................................ 3
1.1. Kaljenje elika ................................................................................................................... 3
1.2. Poboljavanje elika .......................................................................................................... 4
1.3. Postupci arenja elika ...................................................................................................... 6
1.3.1. Rekristalizacijsko arenje ................................................................................................. 6
1.3.2. Meko arenje ..................................................................................................................... 7
1.3.3. Normalizacijsko arenje .................................................................................................... 7
-
1. OSNOVNI POSTUPCI TOPLINSKE OBRADE ELIKA
Nakon izvoenja mnotva pokusa toplinske obrade nekog obratka, moemo izraditi
dijagram najboljeg kaljenja, te je on osnova odabira procesa toplinskog tretiranja materijala.
1.1. Kaljenje elika
elik se kali iz razloga postizanja tvrde molekularne strukture (preteito martenzit). Da
bi se elik kalio potrebno ga je zagrijati na temperaturu austenitizacije, te nakon toga naglo
ohladiti u nekom fluidu (kako bi brzina hlaenja bila vea).
Slika 1.1. Dijagram postupka kaljenja s niskotemperaturnin1 poputanjem
Temperatura austenitizacije podeutektoidnih elika je 30-70C via od temperature Ac3, dok je
za nadeutektoidne elike temperatura austenitizacije 30-70C vea od Ac1. Ako pretjeramo s
temperaturom austenitizacije dolazi do pojave zaostalog austenita.
Obradak se dri na temperaturi austeintizacije kako bi se ustalile temperature jezgre i povrine,
taj proces se zove progrijavanje i otapaju se neotopljeni karbidi.
elini obradak ne smijemo grijati bilo kako (prevelika brzina grijanja uzrokuje pukotine i
velika naprezanja te deformacije), doputena brzina grijanja ovisi o geometriji, dimenzijama te
o kemijskom sastavu elika.
-
Nain na koji emo hladiti elik odreuje se analizom prokaljivosti elika te ovisi o
dimenzijama obratka.
Nakon svakog kaljenja potrebno je popustiti obradak zbog pojave zaostalih naprezanja u
obratku. Vrijeme poputanja elika ovisi o maksimalnoj temperaturi niskotemperaturnog
poputanja:
Temperatura 180-220C, dri se 1,5-2 sata
Temperatura 100-120C, dri se 10-15 sata
1.2. Poboljavanje elika
elik moemo poboljavati na dva naina:
Jednostavno poboljavanje (kaljenje i visokotemperaturno poputanje)
Poboljavanje (brzim hlaenjem do pretvorbe austenita u perlit, tzv. Izotermiko
poboljavanje)
Kako bi se naznailo da se kod prvog tipa poboljavanja ne radi o izotermikom poboljavanju,
on se esto naziva i klasinim poboljavanjem ili poboljavanje s kaljenjem i poputanjem.
Slika 1.2. Dijagram postupka poboljanja elika
-
Trajanje viskotemperaturnog poputanja je oko 1,5-2 sata. Dijagramom poputanja elika
odreujemo temperature poputanja.
Slika 1.3. Dijagram poputanja elika 1530
Na slici iznad je prikazan postupak poboljavanja elika, hlade se u solnim kupkama na
temperaturi od 350 do 450C pri emu dolazi do izotermikog poboljavanja. U ovome procesu
nestabilni austenit se izotermikom pretvorbom raspada na bainit ili na sorbit.
Slika 1.4. Dijagram izotermikog poboljanja elika
Pomou TTT-dijagrama dobivamo pravilnu temperaturu raspada austenita te potrebno vrijeme
dranja na toj temperaturi.
-
1.3. Postupci arenja elika
arenje elika koristi se uglavnom kao priprema obratka za daljnje postupke, ali ponekad i kao
zavrna obrada.
arenje se sastoji od:
Razmjerno sporog grijanja
Dranja na temperaturi arenja
Te relativno sporog hlaenja
Na taj se nain dolazi do mikrostrukture koja je u ravnotei. Postoji veliki broj arenja, mi emo
prikazati:
Rekristalizacijsko arenje
Meko arenje
Normalizacijsko arenje
1.3.1. Rekristalizacijsko arenje
Ovim se arenjem elik s deformiranom strukturom i s anizotropnim svojstvima dovodi u
nedeformiranu strukturu te s minimalnom koliinom nesavrenih kristala. Temperatura
rekristalizacijskog arenja ovisi o vrsti i stupnju deformacije, a kree se ok 400-600C.
Slika 1.5. Dijagram rekristalizacijskog arenja
-
1.3.2. Meko arenje
Ovo arenje koristimo iz razloga lake obrade elika (hladna deformacija i rezanje), to se
postie kada imamo feritno perlitnu strukturu.
Slika 1.6. Dijagram mekog arenja
1.3.3. Normalizacijsko arenje
Sitnozrnati perlitno feritni elik ima bolja mehanika svojstva od neujednaene feritno perlitne
strukture. Iz tog razloga koristimo normalizacijsko arenje, koje uz pomo dvostruke
austenitno-prlitne pretvorbe dobiva usitnjenu i ujednaenu strukturu.
Normalizacijskim arenjem se mogu ukloniti sve promjene u mikrostrukturi koja nemaju trajnja
oteenja kao to su pukotine, progorjevanje, prevaljanost i slino.
Temperatura normalizacije je za 30-70C via od temp Ac3 za podeutektoidne elike, i za 10-
30C vie od Accm za nadeutektoidne elike.
-
Slika 1.7. Dijagram normalizacijskog arenja
Ako predugo drimo na temperaturi normalizacije moe doi do koagulacije, spajanja,
austenitnih kristalnih zrna.
1. Osnovni postupci toplinske obrade elika1.1. Kaljenje elika1.2. Poboljavanje elika1.3. Postupci arenja elika1.3.1. Rekristalizacijsko arenje1.3.2. Meko arenje1.3.3. Normalizacijsko arenje