ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK
Anyagismeret 2008/09
Acélok hőkezelése dr. Németh Árpád
Törköly Tamás
[email protected] [email protected]
Ötvözetlen acélok f.k.k.
A3
Ac3
A1 t.k.k.
hipoeutektoidosl
EUTEKTOIDOS, (PERLITES) acél
hipereutektoidosl
A hőkezelés hőmérséklet
Programozott hőközlés-hőntartás-lehűtés
idő
Célja a szilárd állapotú termékek szilárdsági, szívóssági, kopásállósági, megmunkálhatósági stb. tulajdonságának kedvezőbbé tétele
Az acélok hőkezelése •
Minden fém hőkezelhető, az acélok (C=0 ÷ 2,1%) különösen alkalmasak arra, hogy tulajdonságaikat hőkezeléssel befolyásoljuk 1.
Allotróp átalakulás (ugrásszerű karbon-oldóképesség változás van) f.k.k. γ → α t.k.k. térrács 2.
Korlátolt oldás van (ES, PQ vonal mentén)
Acélok egyensúlyi és nem egyensúlyi átalakulása Egyensúlyi átalakulások lásd Fe-C állapotábra
Nem egyensúlyi átalakulások: izotermikus és folyamatos átalakulási diagramok
Nem egyensúlyi átalakulások perlites (eutektoidos acélokban), hipo- és hipereutektoidos acélokban
Ausztenit P
Átalakulások folyamatos lehűlésnél
A1=A3=727 perlit finom perlit
Hőmérséklet
Hőmérséklet
Izotermikus átalakulások
Ausztenit
bénit
A3 A1
Ausztenit
Perlit
Ms
Ausztenit B Ms
Ferrit
Bénit
Martenzit
Lágyítás (ferrit, perlit)
Mf
Martenzit
log (idő)
Edzés (martenzit)
log (idő)
Bénites átalakulás Nagy túlhűtés, részleges diffúziós mozgás nagy kristályosodási sebesség
Bénit: jó szilárdsági és szívóssági tulajdonságok:
cementit
ferrit
Martenzites átalakulás Felhevítés T > A3 ausztenites Lehűtés V > Vkritikus Diffúzió Kristálycsíra
Kis elmozdulások
nélküli átalakulás
Hangsebességű átalakulás
Kis elmozdulások h h h h h
Martenzit T= MS-ΔT MS
MS
„Plate” martenzit Tűs, léces mikroszerkezet
T= Mv+ΔT
Hőmérséklet oC
C 45-jelű acél (C=0,45 %) izotermikus átalakulása
A
F
Ferrit+perlit
P
A ausztenit F ferrit, P perlit, B bénit, M martenzit O HRC keménység % az átalakulás mértéke
B Bénit M
sec
min log (idő)
óra
Perlites acél (C=0,8%) izotermikus átalakulása Bain és Davenport A
Hőmérséklet oC
A1=A3=727
perlit ΔT finom perlit
P AA
B
bénit
Ms
T
Kritikus csíraméret r*=c/ΔT
Hiperuetektoidos, 1%-os C tartalmú acél izotermikus átalakulása Hőmérséklet oC
A
C P HV
A
B
Ms
Hőmérséklet oC
Folyamatos lehűlések Hűtőközegek hűtőhatásai A3
V=f(d) Kemence
D
A3
Víz
d Olaj
Meleg olaj
Levegő
log(idő))
v
C15-ös (C=0,15% acél hipoeutektoidos) acél folyamatos átalakulása
C 45-jelű acél (C=0,45 %) folyamatos átalakulása
Hőmérséklet oC
A F P
A
F+P
B
Ms M Mf
edzés
Vkritikus felső, alsó
lágyítás
F+P +M+
A ausztenit F ferrit, P perlit, B bénit, M martenzit O HV keménység % az átalakulás mértéke
Hőmérséklet oC
S 101-jelű (hipereutektoidos acél C=1 %) folyamatos átalakulása
HV nő!
Eljárások –Lágyítás –Normalizálás (hűtés levegőn) –Edzés, lépcsős edzés –Megeresztés –Nemesítés= edzés+ megeresztés –(Patentírozás)
Lágyítási tartományok
727oC feszültségcsökke
ntő izzítás
A karbontartalom hatása a keménységre és a szívósságra Martenzit szívósság
Martenzit (edzés)
Normalizálás Lágyítás
Rm
Megeresztés hatása t=állandó szívósság
HV
Martenzit
Szemcsés perlit Tmegeresztés
Szemcsés perlit
Martenzitből megeresztéssel Lemezes perlitből szferoidizálással
A gyakorlaton elvégzendő feladatok
3 anyagtípus (C=0,15% C=0,45%, C=0,7%) Lágyítása, normalizálása, edzése, az edzhetők megeresztése 400 és 600oC-on. A hőkezelések hatásának vizsgálata keménységméréssel (keménység-szilárdság) és hajlítással (hajlítási szög-szívósság). A karbontartalom hatása a szilárdságra és a szívósságra különböző hőkezeltségnél (diagramok)
BME Mechanikai Technológia Anyagszerkezettani Tanszék Anyagtudomány és ésTechnológia Tanszék G ép. G. ép.laboratórium laboratórium
HŐKEZELÉS JEGYZŐKÖNYV
A vizsgálat célja: Sz.
Anyag
1 2
C10 C=0,1%
3 4 5 6
C45 C=0,45%
7 8 9 10 11 12 13
S71 C=0,7%
Hőkezelési eljárás
J8
Lapok száma:
3/2
Hőkezelési eljárások hatása az acélok tulajdonságaira Keménység Hajlítási szög Keménység Megjegyzés (HV) (φ°) (HRB, HRC)
Lágyítás: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd kemencében hűtve. Normalizálás: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd levegőn hűtve. Edzés: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd vízben hűtve. Lágyítás: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd kemencében hűtve. Normalizálás: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd levegőn hűtve. Edzés: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd vízben hűtve. Nemesítés: Edzés + 400°C-on 20 percig hőntartva, majd levegőn hűtve. Nemesítés: Edzés + 600°C-on 20 percig hőntartva, majd levegőn hűtve. Lágyítás: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd kemencében hűtve. Normalizálás: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd levegőn hűtve. Edzés: 850°C-on 20 percig hőntartva, majd vízben hűtve. Nemesítés: Edzés + 400°C-on 20 percig hőntartva, majd levegőn hűtve. Nemesítés: Edzés + 600°C-on 20 percig hőntartva, majd levegőn hűtve.
Melléklet (3/1 lap): Mérés leírása, értékelése, (3/3 lap): diagramok A vizsgálatot végezte Név: Aláírás Dátum
Jegyzőkönyv száma:
Ellenőrizte Név
Aláírás
Dátum
Mérési diagramok 1. (karbontartalom-keménység) HV
HV
edzett
S71
normalizált
C45
lágyított
0,7
0,15
C%
400oC
0,45
600oC
T megeresztés
Mérési diagramok 2. (karbontartalom-szívósság) Szívósság φhajlitás
Szívósság φhajlitás
S71 edzett lágyított
C45
normalizált 0,7
0,15 0,45
C%
400oC
600oC
T megeresztés
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!
