Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast Autor Ročník Obor Datum Anotace
CZ.1.07/1.5.00/34.0514 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Strojírenská technologie, vy_32_inovace_MA_22_18 Ing. Martin Sadílek 2. Nástrojař, Obráběč kovů 17.01. 2013 Pracovní list č.7 k prezentaci Povrchové kalení, popouštění a zušlechťování
Použité zdroje a odkazy:
SAMSON00. commons.wikimedia.org [online]. [cit. 16.1.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ferrit-perlit_500x.jpg METALLOS. cs.wikipedia.org [online]. [cit. 16.1.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Steel_035_water_quenched.png DORAZIL, Eduard a kol. Nauka o materiálu I. Brno: SNTL, 1986, ISBN 411-33681. DORAZIL, Eduard a kol. Nauka o materiálu II. Brno: Rektorát VUT Brno, 1987, ISBN 55-589-87. HLUCHÝ, Miroslav, Oldřich MODRÁČEK a Rudolf PAŇÁK. Strojírenská technologie 1-2. díl. 3., přeprac. vyd. Praha: Scientia s.r.o., 2002. ISBN 80-7183-265-0.
http://www.zlinskedumy.cz
Metalografie, tepelné a chemickotepelné zpracování oceli
PRACOVNÍ LIST – POVRCHOVÉ KALENÍ , POPOUŠTĚNÍ A ZUŠLECHŤOVÁNÍ Povrchové kalení je ..................................., při kterém vzniká .................................. a zároveň zůstává zachováno ............................................. součásti. Pro povrchové kalení vybíráme ............................................................................................................ s obsahem uhlíku ................................. Oceli třídy 11 nejsou vhodné pro nezaručený obsah uhlíku. Hloubka vytvrzené vrstvy se pohybuje od ................ do ................ mm. Postup povrchového kalení: Metody povrchového kalení se liší způsobem ohřevu.
Povrchové kalení
Jednorázové kalení – ........................................................................................................................ Postupné kalení – ............................................................................................................................. Při indukčním ohřevu se reguluje hloubka kalené vrstvy frekvencí zdroje střídavého proudu – čím je frekvence ....................., tím je prohřátá vrstva ....................... Kalení plamenem je vhodné i pro malosériovou výrobu, indukční pouze pro sériovou (induktor má tvar součásti)
Popouštění je ................................................, prováděné po ....................................................................... Cílem je .................................................... , odstranit ................................. a zvýšit ...................................... součásti.
Metalografie, tepelné a chemickotepelné zpracování oceli
Postup popouštění:
Popouštění
100
200
300
400
500
600
teplota popouštění [°C]
Podstatou popouštění je difuze uhlíku z přesyceného martenzitu na hranice zrn, vznik kulovitých zrn cementitu a následně rozpad jehlicových struktur popuštěného martenzitu na jemnozrnný perlit. Kam až postoupí přeměna závisí na teplotě popouštění. Zušlechťovaní je kombinace kalení a vysokoteplotního popouštění. Zušlechtěná ocel získává ................... .................., zvyšuje se její ............................................................................................................................. Jemnozrnný perlit, vznikající vysokoteplotním popouštěním, bývá označován jako .......................................
Metalografie, tepelné a chemickotepelné zpracování oceli
PRACOVNÍ LIST (PRO VYUČUJÍCÍHO ) – POVRCHOVÉ KALENÍ, POPOUŠTĚNÍ A ZUŠLECHŤOVÁNÍ Povrchové kalení je tepelné zpracování, při kterém vzniká tvrdý povrch a zároveň zůstává zachováno houževnaté jádro součásti. Pro povrchové kalení vybíráme ušlechtilé uhlíkové i legované oceli přímokalitelné s obsahem uhlíku 0,45 – 0,6 %. Oceli třídy 11 nejsou vhodné pro nezaručený obsah uhlíku. Hloubka vytvrzené vrstvy se pohybuje od 0,5 do 5 mm. Postup povrchového kalení:
ohřev na kalící teplotu až 200°C nad Ac3 výdrž pro austenitizaci do požadované hloubky ochlazení nadkritickou rychlostí popuštění (martenzit vzniklý v povrchové vrstvě je příliš křehký)
Metody povrchového kalení se liší způsobem ohřevu.
Povrchové kalení
Plamenem
Indukční
kombinovaný hořák se sprchou
O2 + C2H2 02 + propan-butan
jednoduchá indukční smyčka (Cu trubka chlazená vodou)
Jednorázové kalení – kompletní ohřev a ochlazení celého povrchu najednou (sprcha, lázeň) Postupné kalení – vzájemný pohyb kombinovaného hořáku a součásti Při indukčním ohřevu se reguluje hloubka kalené vrstvy frekvencí zdroje střídavého proudu – čím je frekvence větší, tím je prohřátá vrstva tenčí. Kalení plamenem je vhodné i pro malosériovou výrobu, indukční pouze pro sériovou (induktor má tvar součásti)
Popouštění je tepelné zpracování, prováděné po martenzitickém kalení. Cílem je částečně snížit tvrdost , odstranit křehkost a zvýšit houževnatost součásti.
Metalografie, tepelné a chemickotepelné zpracování oceli
Postup popouštění: ohřev na popouštěcí teplotu pod Ac1 výdrž jednu až několik hodin ochlazení proměnnou rychlostí (podle druhu popouštění a typu oceli)
Popouštění
Nízkoteplotní popuštění 100 – 350 °C
Stabilizační popouštění do 180°C popuštěný martenzit měřidla, ložiska
100
200
Vysokoteplotní popouštění 350 – 700 °C
Nízké popouštění 120 - 250°C popuštěný martenzit hřídele, oz.kola
300
Zušlechťování 450 - 650°C sorbit
400 Střední popouštění 350 - 450°C troostit pružiny
500
600
teplota popouštění [°C]
Podstatou popouštění je difuze uhlíku z přesyceného martenzitu na hranice zrn, vznik kulovitých zrn cementitu a následně rozpad jehlicových struktur popuštěného martenzitu na jemnozrnný perlit. Kam až postoupí přeměna závisí na teplotě popouštění. Zušlechťovaní je kombinace kalení a vysokoteplotního popouštění. Zušlechtěná ocel získává houževnatost, zvyšuje se její pevnost a odolnost vůči únavovému namáhání. Jemnozrnný perlit, vznikající vysokoteplotním popouštěním, bývá označován jako sorbit.
výchozí struktura ferit-perlit
martenzit po kalení
sorbit – jemný perlit