Průvodní list Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Vzdělávací materiál: Prezentace Určen pro: 1. ročník oboru Strojírenství a 2. ročník oboru Ekonomika a podnikání Vzdělávací oblast: Strojírenská technologie – Nauka o materiálu Název učebního materiálu: Žíhání oceli Jméno autora: Ing. Miroslava Jeřichová Datum vytvoření: Reg.č. projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Klíčová slova: ohřev, ochlazování, rovnovážná struktura, žíhání s překrystalizací, žíhání bez překrystalizace. Anotace: Prezentace je určena žákům 1. ročníku oboru Strojírenství pro výuku v předmětu Strojírenská technologie a žákům 2. ročníku oboru Ekonomika a podnikání v předmětu Strojírenská výroba. Inovuje výuku použitím multimediálních pomůcek – prezentace. Metodické pokyny: DUM uplatní učitel při výkladu dané látky, použité obrázky zvýší názornost výkladu. Prezentaci mohou žáci použít i v rámci samostatné domácí přípravy na výuku.

Obsah:  Úvod  Přehled způsobů žíhání  Žíhání bez překrystalizace  Žíhání s překrystalizací

Úvod  Vlastnosti oceli závisí nejen na jejím chemickém složení, ale i na struktuře, tvaru, velikosti a rozložení jednotlivých fází  Požadovanou strukturu získáme vhodným tepelným zpracováním  TZ – probíhá ve 3 fázích: 1.Ohřev 2.Výdrž 3.Ochlazování  Je-li do průběhu výše uvedených operací zařazena mechanická deformace tepelně mechanické zpracování

Úvod  Při TZ je důležitá rychlost ohřevu i ochlazování : Pomalé ochlazování zvýšení stability struktury = žíhání Rychlé ochlazování snížení stability struktury = kalení, účelem je zvýšit tvrdost oceli vytvořením částečně nebo zcela nerovnovážné struktury

Přehled způsobů žíhání Způsob žíháníŽíhací teploty [ °C ] Bez překrystalizace k stabilizaci rozměrů100 až 150 k odstranění křehkosti po moření 200 až 300 k snížení pnutí500 až 650 rekrystalizační550 až 700 protivločkové650 až 700 na měkko680 až 750 S překrystalizací základní30 až 80 nad A c3 rozpouštěcí1000 až 1150 normalizační30 až 50 nad A c3 stabilizační800 až 850 homogenizační1100 až 1250 izotermické100 až 50 pod A c1

Přehled způsobů žíhání  Oblast žíhacích teplot v metastabilním diagramu

Žíhání bez překrystalizace  Žíhání ke stabilizaci rozměrů Použití: měřidla, kalibry Ohřev na 120°C, výdrž na této teplotě několik týdnů, pak ochlazování  Žíhání k odstranění křehkosti po moření Účel: odstranit vodík, který se dostal do povrchové vrstvy oceli při moření Ohřev = 200 – 300°C, výdrž – 4 až 10 hodin, pomalé ochlazování na vzduchu nebo v peci

Žíhání bez překrystalizace  Žíhání ke snížení pnutí Cíl: snížení zbytkového pnutí např. po svařování, předcházejícím TZ, odlévání Nutný pomalý ohřev i ochlazování Žíhací teploty: °C Doba výdrže: 1 – 10 hod. podle velikosti a tvaru součásti Pomalé ochlazování v peci na teplotu 300 až 250 °C, pak dochlazení na vzduchu

Žíhání bez překrystalizace  Žíhání protivločkové Cíl: zabránit vzniku vnitřních trhlin v oceli, které se pro svůj charakteristický tvar nazývají vločky Výkovky nebo vývalky se přímo z tvářecí teploty nasazují do vychlazovací pece, kde zvolna chladnou Pomalé ochlazování má umožnit unikání vodíku z výrobku difúzí, čím větší jsou rozměry kusu, tím pomalejší musí být ochlazování, aby vodík stačil difundovat na povrch Ohřev 650 až 700°C, dlouhá výdrž a velmi pomalé ochlazování v peci až do teploty 150°C Celková doba žíhání velkých výkovků je i několik dnů až týden

Žíhání bez překrystalizace  Žíhání rekrystalizační Cíl: obnovení schopnosti další plastické deformace po tváření za studena,odstranění deformovaného zrna za vzniku zrna nového odstranění deformačního zpevnění Použití: mezioperační žíhání během tváření za studena u ocelí s nízkým obsahem C Žíhací teploty: nad rekrystalizační teplotou pro danou ocel ( °C), výdrž 1 hodinu a pak ochlazování Teplota žíhání se volí v závislosti na stupni předchozí deformace a na původní a požadované velikosti zrna

Žíhání bez překrystalizace  Žíhání na měkko Cíl: změna lamelárního perlitu na perlit globulární zlepší se obrobitelnost, nižší tvrdost Žíhací teplota: blízko A C1, u nadeutektoidních ocelí, kde je sbalování karbidů obtížnější i mírně nad A C1

Žíhání bez překrystalizace  Žíhání na měkko Nejjednodušší žíhání na měkko je ohřev na teplotu těsně pod A c1 a několikahodinová výdrž na této teplotě a pak pomalé ochlazování v peci a dochlazení na vzduchu Působením povrchového napětí lamely cementitu případně i jiných karbidů se sbalí do kuliček globulární perlit, je-li jemnozrnný, je struktura vhodná pro kalení Průběh žíhání můžeme urychlit kolísáním teploty kolem A c1

Žíhání s překrystalizací  Žíhání normalizační Cíl: zjemnění austenitického zrna vyšší pevnost Hrubé zrno může být po odlévání oceli, po tváření za vysokých teplot Použití: odlitky, výkovky U podeutektoidních ocelí ohřev 30 až 50°C nad A C3, dlouhodobá výdrž, ochlazení na klidném vzduchu pak v peci – nízká úroveň vnitřních pnutí Volbou různé rychlosti ochlazování v oblasti perlitické přeměny lze rozpadem austenitu při malém přechlazení získat struktury hrubší, tvárnější, měkčí, při větším přechlazení pak struktury jemnější, pevnější, tvrdší

Žíhání s překrystalizací  Žíhání základní Zvláštní modifikace normalizačního žíhání Ochlazování v peci rychlostí pod 200°C/h, u legovaných ocelí jen 50°C/h Cíl: zlepšit obrobitelnost, tvářitelnost, snížit tvrdost, vnitřní pnutí

Žíhání s překrystalizací  Žíhání homogenizační Cíl: snížení chemické nestejnorodosti vzniklé při tuhnutí odlitků a ingotů Mechanismus: difúze Teploty: 1100 až 1250°C doba výdrže 5 až 15 hod., pomalé ochlazování Vysokoteplotní dlouhodobý ohřev vede k oxidaci, oduhličení a zhrubnutí zrna – náprava: tvářením za tepla a následnou normalizací nebo rekrystalizací

Žíhání s překrystalizací  Žíhání izotermické Rychlé ochlazení z oblasti austenitu na teplotu perlitické přeměny (600 až 700°C) – IRA, výdrž na teplotě a ochlazení na vzduchu po ukončení přeměny Použití: u uhlíkových nebo nízkolegovaných ocelí vede ke zlepšení obrobitelnosti i jakosti povrchu po obrábění

Žíhání s překrystalizací  Žíhání rozpouštěcí V praxi – austenitizační žíhání, odlišuje se od definice žíhání ocel se dostává do nerovnovážného stavu Ohřev, dostatečná výdrž nutná k rozpuštění karbidů v austenitu, pak tak rychlé ochlazování, aby se zabránilo jejich opětovnému vyloučení Cíl: homogenita oceli Použití: austenitické oceli – ohřev na 1050°C, dlouhá výdrž, ochlazení ve vodě

Žíhání  Vozová žíhací pec

Žíhací pec

Použité zdroje: Zdroje obrázků: AUTOR NEUVEDEN. seznam.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. seznam.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. seznam.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Použitá literatura: MACEK, K.; ZUNA, P.; BARTOŠ, J.. Nauka o materiálu II. Praha 1: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1986, ISBN Použité obrázky jsou součástí uvedené literatury