AUTOR: ING. JAN NOŽIČKA SOŠ A SOU ČESKÁ LÍPA V Y _ 3 2 _ I N O VA C E _ 1 3 0 4 _ T E P E L N É Z P R A C O V Á N Í _ P W P
Název školy:
STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace
Číslo a název projektu:
CZ.1.07/1.5.00/34.0880 Digitální učební materiály – www.skolalipa.cz
Číslo a název šablony klíčové aktivity: Označení materiálu:
III/ 2 – Technologie obrábění
Typ materiálu:
PowerPointová prezentace
Předmět, ročník, obor:
Technologie – 1. až 3. ročník učebního oboru Obráběč kovů
Číslo a název sady:
sada č. 66 - Technologie obrábění
Téma:
Tepelné zpracování, změna vlastnosti látek
Jméno a příjmení autora: Datum vytvoření:
Ing. Jan Nožička
Anotace:
Materiál slouží k zvládnutí tepelných úprav vlastností látek (oceli).
VY_32_INOVACE_1304_Tepelné zpracování, změna vlastnosti látek_PWP
1. 10.2012
Tepelné zpracování – změna vlastností látek
Tepelné zpracování oceli Změna struktury oceli
Kalení oceli Žíhání oceli Zušlechťování oceli
Tepelné zpracování hliníkových slitin
Vytvrzování
Povrchové kalení Povrchové kalení bez předúpravy Povrchové úpravy s předchozí úpravě
Tepelné zpracování oceli Vlastnosti oceli jsou udávány hlavně obsahem uhlíku v oceli, dále pak jeho krystalovou strukturou. Pomoci tepelného zpracování (ohřev, popouštění, kalení, žíhání) jsem schopni vlastnosti jednotlivých materiálů dosi významným způsobem ovlivňovat a měnit.
Změna struktury oceli při zahřívání Změnu struktury docilujeme zahříváním na určitou teplotu a následným prudkým nebo pomalým ochlazováním. Musí dojít přeměně krystalů oceli. Při změně struktury oceli se materiál zahřívá na teplotu 723°C. Při zahřátí oceli na teplotu 723°C je možno získat strukturu: 1. Feritickou – vytváří krychlovou-prostorově středěnou krystalickou mřížku (nazýváme FERIT) 2. Cementickou – pokud je dostatek uhlíku tak Fe vytváří v dostatečné míře karbid železa (Fe3C) (nazýváme CEMENTIT) 3. Perlitickou – ferit a cementit vytvářejí směs kterou nazýváme PERLIT Při zahřátí nad teplotu 723°C se uvolňuje uhlík a rovnoměrně se rozptyluje do celé struktuře a tím získáváme strukturu nazývanou AUSTENIT
Změna struktury oceli při ochlazování 1. Při pomalém ochlazování dochází opětovně k vytváření původní struktury, podle % C se může vytvářet ferit, perlit i cementit 2. Při rychlém ochlazování se potlačuje vytváření perlitu. Uhlík zůstává uvězněn v místě kde byl v austenitu a tím vzniká tvrdá struktura martenzit. Výsledkem je zakalená ocel.
Kalení oceli Kalení je proces kdy zahříváme materiál na kalicí teplotu a následně ho prudce ochladíme. Teplota kalení je dána výrobcem a najdeme ji v tabulkách nebo na specifikaci oceli dodávaném výrobcem. Tvrdost materiálu po kalení je přímo úměrný množství uhlíku v materiálu. Ohřev materiálu pro kalení Ohřev se prování na teplotu předehřevu, pak následuje prodleva na kalící teplotu s dostaneme co nejrychleji, aby nedocházelo k okujím. Po dosažení kalící teploty následuje prodleva a prudké shlazení Na kalící teplotě se nezůstává příliš dlouho aby nedošlo k zhrubnutí zrna a oduhličení povrhu. přehřátí, okujení vyčnívajících části nebo hran zabráníme pokrytím povrch nebo míst jiným plechem či materiálem. Materiál bude zčásti odvádět teplo.
Prudké ochlazení Prudké ochlazení se provádí ve vzduchu, vodě, nebo v oleji. Musíme dosáhnout kritické rychlosti ochlazování – pak teprve se vytváří tvrdá struktura MARTENZITU. Popouštění oceli Popouštění je proces kdy po kalení znovu zahříváme výrobek, ale nyní na popouštěcí teplotu. Zde dochází k prodlevě, kde se odstraní povrchové pnutí a dojde k odstranění sklovitosti povrchu a částečně se s tím sníží tvrdost a křehkost. Popouštěcí teplota je mezi 200 – 350°C. Žíhání oceli Žíhání je proces kdy ohřejeme výrobek na žíhací teplotu a následně ho necháme pomalu vychladnout. Tímto se odstraní z materiálu nežádoucí pnutí (třeba po sváření). Známe žíhání: 1. Ke snížení pnutí – teplota mezi 500-600°C 2. Naměkko – při teplotě 680-790°C 3. Normalizované – asi při teplotách 75-950°C 4. Homologační Teploty žíhání jsou závislé na množství uhlíku (C) v oceli.
Tepelné zpracování hliníkových slitin Vytvrzování hliníkových slitin Vytvrzování hliníkových slitin se provádí pro zlepšení vlastností těchto slitin. Je důležité aby v materiálu došlo k vyváženosti sil, pnutí a vzájemné polohy jednotlivých složek slitiny. Vytvrzování se děje ve třech etapách: 1. Žíhání – zde podle slitiny se ohřeje materiál na teplotu cca 500°C. tato teplota se drží i několik hodin, tak aby došlo k vyrovnání všech složek. 2. Rychlé zchlazení – toto se provádí v co nejkratší době do úplného vychladnutí. Chladící kapalina je voda. 3. Stárnutí – je dvojí: přirozené a umělé. Provádí se při normální teplotě (20°C) nebo umělé při 170°C. stárnutí trvá od 1-5 hod. a dochází zde k vytvrzení a zlepšení celkové pevnosti výrobku.
Povrchové kalení Povrchové kalení je tepelná úprava povrchu výrobku k získání požadované tvrdosti na povrchu ale k houževnatému jádru výrobku. Dodržují se zde všechny zásady i přeměny materiálu jako u kalení.
Povrchové kalení bez předúpravy Při tomto kalení se využívá uhlík, který je již v povrchové vrstvě materiálu. Ohřev materiálu se děje dvěma způsoby: 1. Plamenem – využívá se u velkých obrobků, součástek nebo u tyčového materiálu. Zahřívání se provádí plynovými hořáky. 2. Indukcí – pomoci cívky a indukčních proudů se rychle ohřívá povrchová vrstva kaleného výrobku. Tato metoda se dá použít u malých součásti Vhodné materiály pro povrchové kalení: 12 030, 12 042, 12 072, 14 341, 15 260.
Povrchové kalení po předchozí úpravě Toto povrchové kalení se používá u materiálu obsahující uhlík pod 0,2%. Uhlík nebo dusík, který je potřeba k získání tvrdé struktury se do materiálu (oceli) před kalením uměla dodává. Toto kalení nazýváme: 1. Cementování 2. Nitridování Cementování Tato technologie se provádí tak, že se při teplotě 850-950°C dodává uhlík do povrchové vrstvy oceli. Je dodáván pomoci dřevěného uhlí nebo v tekutém způsobu je materiál ponořen do kyanidu draselného nebo sodného. Cementuje se až do hloubky 1,5 mm a docílí se v povrchové vrstvě 0,7-0,9% C. Následně se provádí kalení. Nitridování Tato technologie se provádí podobným způsobem jako cementování. Jen se do povrchové vrstvy dodává dusík. Toto se provádí při teplotě 500-600°C. V plynném prostředí se používá amoniak-čpavek, a v tekutém prostředí kyanid sodný nebo draselný. Následně se provádí kalení.
Literatura: 1. Technologie zpracování kovů, Základní poznatky,Ing. Adolf Frischherz, Ing. Paul Skop, České vydání 1993, Správa přípravy učňů, nakladatelství Wahlberrg Praha 2. Moderní strojírenství pro školu a praxi. Josef Dilinger a kolektiv, Europa – Sobotáles cz. Praha 2007 3. Základy strojnictví. Ulrich Fišet a kolektiv, Europa – Sobotáles cs. Praha 2004
Vytvořeno v MS Office PowerPoint 2010. Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. "Škola vlastní licence k software, pomocí kterých byl zpracován tento digitální učební materiál." Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora/autorky.
