Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Tepelné zpracování ocelí (druhy a způsoby) Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc. ; Ing. Karel Němec, Ph.D.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Tepelné zpracování ocelí (druhy a způsoby) Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc. ; Ing. Karel Němec, Ph.D."— Transkript prezentace:

1 Tepelné zpracování ocelí (druhy a způsoby) Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc. ; Ing. Karel Němec, Ph.D.

2 Schéma průběhu tepelného zpracování 1 – ohřev, 2 – výdrž na teplotě, 3 – ochlazování

3 Rozdělení způsobů tepelného zpracování Žíhání Kalení Popouštění (zušlechťování) Chemicko-tepelné zpracování Tepelně-mechanické zpracování

4 Diagram Fe-Fe 3 C

5 Základní typy žíhání u ocelí 1)s překrystalizací - homogenizační - rozpouštěcí - normalizační 2)bez překrystalizace - naměkko - rekrystalizační - ke snížení pnutí Žíhání

6 Základní typy žíhání u ocelí  Homogenizační žíhání se provádí za účelem snížení chemické heterogenity, vznikající při tuhnutí následkem dendritické segregace.  Rozpouštěcí žíhání má rozpustit karbidické (popř. nitridické) fáze v tuhém roztoku.  Normalizační žíhání se provádí za účelem zjemnění austenitického zrna a ke zrovnoměrnění sekundární struktury. Slouží též k odstranění často se vyskytující Widmannstättenovy struktury.  Žíhání naměkko snižuje tvrdost a zlepšuje obrobitelnost oceli díky sferoidizaci perlitického, příp. sekundárního, cementitu.  Rekrystalizační žíhání má za úkol odstranit deformační zpevnění způsobené předcházejícím tvářením za studena.  Žíhání ke snížení pnutí se provádí s cílem snížit vnitřní pnutí vzniklá po svařování, tváření za studena, rozsáhlém obrábění nebo nerovnoměrném ochlazení dílů složitých tvarů a větších rozměrů.

7 Normalizační žíhání Pásmo žíhacích teplotSchéma tepelného zpracování

8 Normalizační žíhání ← Výchozí stav, Widmannstättenova struktura Struktura po normalizačním žíhání →

9 Žíhání naměkko Pásmo žíhacích teplotSchéma tepelného zpracování

10 Žíhání naměkko ← Výchozí stav, lamelární perlit Globulární (zrnitý) perlit po žíhání naměkko →

11 Rekrystalizační žíhání Schéma tepelného zpracování

12 Rekrystalizace při tváření za tepla

13 Přehled způsobů kalení oceli

14 Martenzitické kalení Pásmo kalících teplot Schéma martenzitického kalení podeutektoidní oceli ○ - správná kalící teplota  - nesprávná kalící teplota

15 Způsoby martenzitického kalení - nepřetržité (přímé) - lomené - termální - se zmrazením Kalení

16 Vliv obsahu uhlíku rozpuštěného v austenitu na tvrdost uhlíkových ocelí 1 – max. hodnoty tvrdosti po kalení (100% martenzitu) 2 – po kalení z teploty nad A c1 3 – po kalení z teploty A c3 4 – 50 % martenzitu ve struktuře 5 – po normalizačním žíhání 6 – po žíhání naměkko (zrnitý perlit)

17 Prokalitelnost, pás prokalitelnosti 1, 2 – hranice pásu prokalitelnosti 3 – křivka prokalitelnosti Schéma Jominiho zkoušky prokalitelnosti Pás prokalitelnosti oceli

18 Správná struktura po zakalení Podeutektoidní ocelNadeutektoidní ocel M M karbidy

19 Nesprávná struktura po zakalení Podeutektoidní ocelNadeutektoidní ocel F M AZAZ M

20 Kalení a nízkoteplotní popouštění Schema tepelného zpracování

21 Zušlechťování Zušlechťovací diagramSchema tepelného zpracování

22 Stadia popouštění M... martenzit tetragonální ... Fe 2,4 C (přechodový karbid) M K... martenzit kubický (  0,25 % C)Cem... Fe 3 C A Z... zbytkový austenit S … sorbit

23 Jemný a hrubý sorbit Jemný sorbit Hrubý sorbit

24 Izotermické způsoby tepelného zpracování

25 Chemicko-tepelné zpracování

26 Přehled metod chemicko-tepelného zpracování  Cementování  Nitridování  Nitrocementování  Karbonitridování  Sulfonitridování  Tvrdé chromování  Alitování (hliníkování)  Silitování (křemíkování)  Boridování (bórování)  a další

27 Cementování  Difúzní sycení povrchu uhlíkem za zvýšené teploty  K cementování se používají oceli s nízkým obsahem uhlíku (< 0,25 hm. %)  Obvyklý rozsah cementačních teplot je 850 – 950 °C  Požadované vlastnosti cementované součásti se získají až tepelným zpracováním  Tvrdost povrchu po cementaci dosahuje až 800 HV  Tloušťka cementované vrstvy se nejčastěji pohybuje v rozmezí 0,5 – 1,5 mm

28 Schéma cementace v diagramu Fe-Fe 3 C

29 Cementační prostředí  Pevné – sypké dřevěné uhlí + 7 až 20% BaCO 3 (NaCO 3, CaCO 3 )  Kapalné roztavené solné lázně NaCN nebo KCN + NaCl nebo KCl  Plynné plyn CO, příp. CH 4 pece typu Monocarb

30 Hloubka cementované vrstvy při cementování: 1 – v lázni 2 – v plynu 3 – v prášku

31 Tepelné zpracování po nauhličení 1 – kalení přímo z cementační teploty 2 – kalení s přichlazením 3 – kalení s podchlazením 4 – kalení po ochlazení z cementační teploty 5 – dvojité kalení, a – kalení na jádro, b – kalení na vrstvu Po zakalení musí vždy následovat ještě nízkoteplotní popouštění!

32 Makrostruktura řezu cementovaným ozubeným kolem

33 Nitridování  Difuzní sycení povrchu dusíkem za zvýšené teploty  Nitridují se oceli s obsahem uhlíku 0,3 – 0,4 hm. %  Obvyklý rozsah nitridačních teplot je 500 – 550 °C  Doba nitridace bývá relativně dlouhá (až 60 hodin)  Tvrdost nitridované vrstvy se zpravidla pohybuje v rozmezí 1000 – 1200 HV. Je závislá na obsahu legujících prvků v oceli tvořících tvrdé nitridy (Cr, Al, Mo, V, W).  Tloušťka nitridované vrstvy bývá 0,2 – 0,6 mm

34 Způsoby nitridace  Iontová (plazmová) nitridace Moderní postup Součásti jsou uloženy izolovaně ve vakuové nádobě a zapojeny jako katoda. Nádoba tvoří anodu a udržuje se v ní snížený tlak zředěné směsi plynů (směs N a H). Po připojení vysokého napětí proběhne ionizace dusíku a vzniklé elektrické pole pohybuje anionty dusíku k součástkám.  Nitridace v plynném prostředí Provádí se v plynotěsných zvonových, šachtových nebo komorových pecích, zdrojem plynu je čpavek NH 3

35 Iontová nitridace 1 – součástky 2 – vakuovaná komora 3 – zásobník se směsí H a N 4 – zdroj vysokého napětí

36 Porovnání tvrdosti a hloubky povrchové vrstvy po různém chemicko-tepelném zpracování 1 – nitridované 2 – karbonitridované 3 – nitrocementované 4 – cementované 5 – povrchově kalené

37 Tepelně-mechanické zpracování  Kombinovaný účinek tváření a tepelného zpracování  Používá se zejména ke zvyšování mechanických vlastností legovaných konstrukčních ocelí.

38 Základní způsoby tepelně-mechanického zpracování 1 - Vysokoteplotní tepelně-mechanické zpracování 2 - Nízkoteplotní tepelně-mechanické zpracování

39 Doporučená literatura  Ptáček, L. a kol.: Nauka o materiálu I. Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2001, (2. opravené a doplněné vydání 2003)  Pluhař, J. a kol.: Nauka o materiálech. SNTL, Praha, 1989  Askeland, D.R.- Phulé, P.P.: The Science and Engineering of Materials. Thomson-Brooks/Cool, 4th ed (5th ed. 2005)  Callister, W.D., Jr.: Materials Science and Engineering. An Introduction. John Wiley & Sons, Inc., 6th ed., 2003


Stáhnout ppt "Tepelné zpracování ocelí (druhy a způsoby) Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc. ; Ing. Karel Němec, Ph.D."

Podobné prezentace


Reklamy Google