Kilka pytań od laika

[Vuko]

Witam. Mam pewien problem, a mianowicie muszę napisać coś podobnego do sprawozdania w którym muszę wybrać dowolny detal z jakiegoś materiału(np. stal 45) i do tego detalu zaproponować proces obróbki cieplnej z rejestracją parametrów oraz podać po co stosuje się pomiary w obróbce cieplnej i jakie urządzenia się do tego wykorzystuje. Przejrzałem kilka książek Dobrzańskiego, Jabłońskiego czy Luty oraz poczytałem trochę w internecie i znalazłem tam tylko odpowiedzi napisane w sposób, którego nie rozumiem. Jeśli ktoś chciałby się podzielić swoją wiedzą, jakimś szczegółem, który mógłbym wykorzystać to byłbym wdzięczny. Dziękuję.

[InzSpawalnik]

Czesc Vuko !

Pojechales z grubej rury przywolujac te ksiazki .... ( czytalem, naprawde pasjonujaca lektura )

Ja postaram sie bardzo przystepnie wytlumaczyc Ci temat ( z naciskiem na przystepnie, nie bede wnikal w nazwy struktur i dokladne rozwodzenie sie jakie temperatury dla jakich stopow itp ... ) - postaram sie natomiast Cie zainteresowac tematem .... nie zasniesz.

A wiec, stal to polaczenie zelaza i wegla. Wegla moze byc w nim od 0,01 do prawie 3% a reszta zelazo.

Sa rozne stale, sa tez takie ktore maja od 0,5 do 2% wegla i te wlasnie maja bardzo ciekawa wlasciwosc ... a mianowicie w temperaturze pokojowej moga byc albo : A Twarde i kruche, B. Miekkie i latwe do wyginania, C. Twarde na powierzchni i wytrzymale na wyginanie.

Od czego to zalezy: zalezy to od tego jak zostaly uprzednio podgrzane i schlodzone, a dokladniej jak szybko z temperatury 900 C do temperatury pokojowej.

Tutaj troche wiecej szczegolow: kazda stal ( niewazne czy 0,1 wegla czy 1% ) powyzej 900 stopni zamienia swa strukture na AUSTENIT. Owa struktura jest niemagnetyczna , czyli jesli masz ten kawalek materialu rozgrzany do bialosci mozesz przylozyc magnes i sprawdzic czy przyciaga, jesli nie BRAWO - wlasciwa temperatura przemiany, teraz tylko poczekac az cala struktura ulegnie zmianie na austenit, i mozna schladzac, jesli zrobisz to szybko uzyskasz strukture o malych ziarnach i wysokiej twardosci ( Martenzyt ), bedzie to bardzo twarda i niestety krucha stal ( mala udarnosc ) ale o stosunkowo wysokiej wytrzymalosci.
Te sama sztabke, krucha mozna podgrzac jeszcze raz tym razem prawie do 900stopni i nieco wolniej schlodzic, doprowadzi to do zmiany czesci owego twardego martenzytu w inne fazy ( ferryt, bainit ) - otrzymasz material znacznie bardziej odporny na udar ( mniej kruchy ), troszke spadnie wytrzymalosc i znacznie spadnie twardosc.

Jakie ma to praktyczne zastosowanie ( np dla stali 45 ), mozesz te stal obrabiac kiedy bedzie w stanie miekkim, nastepnie zastosowac obrobke cieplna i juz w stanie utwardzonym uzyc ja do danego zastosowania ( nie musze mowic ze gdybys od razu mial ja utwradziona nie moglbys jej obrobic na tokarce albo frezarce )

mam zal do polskiego internetu ze nie ma wiele informacji na ten temat w latwej formie
znalazlem natomiast takie dwa filmiki na Y ktore zasadniczo mowia to samo co powyzej napisalem :


( ten film niesie wiecej praktycznych informacji niz przecietny program na wyzszej uczelni )

( ... az szkoda ze takich nauczycieli w Polsce nie ma )

Powodzenia

[Vuko]

Oto mi właśnie chodziło ! Dziękuję bardzo

[chireadan]

Przejrzałem kilka książek Dobrzańskiego, Jabłońskiego czy Luty oraz poczytałem trochę w internecie i znalazłem tam tylko odpowiedzi napisane w sposób, którego nie rozumiem.p

Nie mam najlepszego zdania o tych podręcznikach pomijając już fakt że są makabrycznie nudne. Znośny i zawierający dość przystępną formę wiedzy jest podręcznik Blicharskiego "Inżynieria Materiałowa - Stal".

Urządzenia które możesz zaproponować jako typowe do obróbki takiego detalu to piec elektryczny oporowy sterowany sterownikiem PID podłączonym do komputera który rejestruje przebieg temperatury w czasie. Piec jest rozgrzany do temperatury austenityzacji odpowiedniej dla danego gatunku (podnoszenie za wysoko jest zbędne a nawet szkodliwe w niektórych stalach gdyż zwiększa zawartość austenitu szczątkowego). Dla stali 45 zalecana temperatura do hartowania wynosi 820-860*C. Detal do ulepszenia cieplnego musi być niewielki bo jest to stal płytko hartująca się. Wytrzymujesz go w piecu przez określony czas, niech będzie 45 minut, aby cała struktura uległa zmianie na austenit, następnie hartujesz detal. Stal tą można hartować w wodzie albo w oleju, przy czym hartowanie w oleju jest wolniejsze, daje mniejszą twardość, ale też mniejsze zniekształcenia geometryczne (45 trochę rzuca przy hartowaniu) . Następnie detal odpuszczasz, do uzyskania stanu ulepszonego cieplnie (własności po takiej obróbce są czasem w obu aspektach lepsze niż przed, można poprawić i twardość i udarność), jest to odpuszczanie wysokie, w temp. 560-660*C.

Ja do obróbki takiego detalu zaproponował bym:

- Piec elektryczny - najlepiej ze sterownikiem PID (dziś taniocha). Elementem pomiarowym jest tu termopara, na ogół K lub S.

- Ewentualnie coś do kontroli temperatury detalu bezpośrednio, np. pirometr optyczny, choć temperaturę stali przy pewnej wprawie można dobrze określić wzrokowo, po kolorze żarzenia, dopiero powyżej 1200-1300 przydają się okulary kobaltowe.

- Wannę hartowniczą (wiadro z wodą albo olejem hartowniczym)

- Szczypce

- Twardościomierz dla upewnienia się czy uzyskano zamierzoną twardość, oczywiście to czy uda się sprawdzic zależy od geometrii tego detalu i posiadanego sprzętu.

- Suwmiarkę/mikrometr do skontrolowania odchyłek wymiarów po obróbce cieplnej.

Tu masz trochę interaktywnych ćwiczeń, np. próbę Jominy'ego, dość łatwą do zrozumienia metodę wyznaczania hartowności: http://www.matter.org.uk/steelmatter/me ... 7_1_1.html

[InzSpawalnik]

własności po takiej obróbce są czasem w obu aspektach lepsze niż przed, można poprawić i twardość i udarność), jest to odpuszczanie wysokie, w temp. 560-660*C.

To troche jest niedokladne ...
Po jakimkolwiek odpuszczaniu zawsze dochodzi do obnizenia sie twardosci i podniesienia wytrzymalosci stali.

Ale do rzeczy,
Po owym hartowaniu w ktorym doszlo do zamiany struktury z owego magicznego niemagnetycznego austenitu ktory wystepowal powyzej 900 stopni do twardego jak diament i kruchego jak szklo martenzytu w niskich temperaturach stosuje sie kolejny etap obrobki,
mianowicie "odpuszczanie"... ktore polega na zastapieniu pewnej czesci martenzytu nieco miekszymi strukturami ( na wskutek podgrzania, wytrzymania w temperaturze do okolo 600 stopni wegiel przechodzi w obszary pomiedzy ziarnami metalu w ktorych jest go znacznie mniej itp itd ... szczegoly na trudnym molekularnym poziomie napewno sa w ksiazkach )

Co jest wazne ( a moze zostac przeoczone jesli informacji jest za duzo ) to trzy rodzaje owego odpuszczania,
Niskie ( okolo 150-200 stopni ) - usuwaja naprezenia w metalu po hartowaniu
Srednie ( okolo 300-500 ) - znacznie podnosi sie wytrzymalosc, spada znaczaco twardosc, metal bedzie sprezysty
Wysokie ( ponad 550 ) - najwieksza utrata twardosci ( dobra sprawa jesli chce sie wykonac ostateczna obrobke skrawaniem np ) i najwieksza wytrzymalosc, metal

[Vuko]

Dziękuję bardzo za informacje. Już po części mam napisane sprawozdanie lecz mam jeszcze podać po co stosuje się pomiary w obróbce cieplnej (interesuje mnie po co mierzy się takie parametry jak: wilgotność, czas, ciśnienie i temperature). Temperatura już została wyjaśniona, że wymagana jest temp. austenityzacji czyli powyżej 900 stopni i potem szybkie chłodzenie. Czas jeśli dobrze mi się wydaje jest po części związany z temperaturą do której trzeba rozgrzać detal oraz czasem który ten detal musi się znajdować w piecu. Pozostaje jednak ciśnienie i wilgotność. Dziękuję