- 1 -

1. Cel ćwiczenia :

     Przez odpowiedni dobór parametrów obróbki cieplnej można uzyskać materiał o żądanych właściwościach.

     Celem ćwiczenia jest przeprowadzenie obróbki cieplnej stali, polegającej na hartowaniu i odpuszczaniu oraz zbadanie, jaki wpływ obróbka cieplna wywiera na strukturę i własności mechaniczne stali.

2. Wykonanie ćwiczenia :

2.1. Materiał :

       Stal węglowa do utwardzania powierzchniowego i ulepszania cieplnego 45 w stanie wyżarzonym o średnicy ø 12 mm.

2.2 Przebieg ćwiczenia :

      Z pręta  ø 12 mm wykonano próbki do pomiaru twardości i udarności. Określić należy :

a)      twardość i udarność stali w stanie wyjściowym (nieobrobionej cieplnie),

b)     twardość i udarność stali po zahartowaniu,

c)      twardość i udarność stali po hartowaniu i odpuszczaniu (niskim, średnim i wysokim).

2.3 Kolejność wykonywanych czynności :

     Próbki są oznaczone cyframi od 1 do 5.

a)        Nie obrabiać cieplnie próbki oznaczonej numerem 1 – należy tylko zmierzyć jej twardość

(10 pomiarów) metodą Rockwella stosując penetrator stożkowy i obciążenie 100 kG (skala HRD)

b)        Pozostałe próbki (o numerach 2 – 5) umieścić w piecu o temperaturze 850  C i wygrzewać w ciągu 20 minut,  a następnie zahartować kolejno w wodzie.

c)        Zmierzyć twardość próbki numer 2.

d)        Pozostałe próbki odpuszczać. Próbkę nr 3 w temperaturze 200  C, próbkę nr 4 w temperaturze 350  C, a próbkę nr 5 w temperaturze 550  C. Czas odpuszczania wszystkich próbek – 1 godzina. Po ostudzeniu na powietrzu zmierzyć twardość próbek numer 3, 4 i 5 ( 5 pomiarów – skala HRD).

e)        Wykonać pomiary udarności próbek 1 – 5. Zmierzyć średnicę w miejscu karbu przy pomocy suwmiarki (wystarczy na jednej próbce np. próbce nr 1). Złamać próbki na młocie Charpy’ ego (przy udziale prowadzącego ćwiczenia), notując wartość pracy (energii). Obejrzeć przełomy próbek. Obejrzeć i narysować mikrostruktury próbek (z materiału w stanie wyjściowym i po obróbkach cieplnych).

- 2 -

WYNIKI BADAŃ :

1) Próbka nr 1 – Stal nieobrobiona cieplnie ( w stanie wyjściowym):

TWARDOŚĆ :                                                           

Metoda : Rockwella

Średnia twardość : 30 HRD

UDARNOŚĆ :

Praca = 3 kGm ( = 30 J )

Średnica próbki w miejscu karbu = 9mm ( 0,9 cm)

                   30 J

KCV =                   = 47,61 J/ cm2

               0,63 cm2

2. Próbka nr 2 – Stal wygrzewana w temp 850  C i zahartowana w wodzie :

TWARDOŚĆ :                                                           

Metoda : Rockwella

Średnia twardość : 63,8 HRD

UDARNOŚĆ :

Praca = 0,5 kGm ( = 5 J )

Średnica próbki w miejscu karbu = 9mm ( 0,9 cm)

                   5 J

KCV =                   = 7,93 J/ cm2

               0,63 cm2

3) Próbka nr 3 – Stal odpuszczana w temp. 200  C (odpuszczanie niskie) :

TWARDOŚĆ :                                                           

Metoda : Rockwella

- 3 -

Średnia twardość : 46,6 HRD

UDARNOŚĆ :

Praca = 3,2 kGm ( = 32 J )

Średnica próbki w miejscu karbu = 9mm ( 0,9 cm)

                   17 J

KCV =                   = 26,98 J/ cm2

               0,63 cm2

4) Próbka  nr 4 – Stal odpuszczana w temp. 350  C (odpuszczanie średnie) :

TWARDOŚĆ :                                                           

Metoda : Rockwella

Średnia twardość : 44,5 HRD

UDARNOŚĆ :

Praca = 3,2 kGm  ( = 32 J )

Średnica próbki w miejscu karbu = 9mm ( 0,9 cm)

                   32 J

KCV =                    = 50,79 J/ cm2

               0,63 cm2

5) Próbka  nr 5 – Stal odpuszczana w temp. 550  C ...