MetalografijaToplinski Obrađenih čelika

7/29/2019 MetalografijaToplinski Obraenih elika

1/6

Upute za laboratorijske vjebe

Vjeba br. 13 Metalografija toplinski obraenih elika 1

Vjeba 13

METALOGRAFIJA TOPLINSKI OBRAENIH

ELIKA

Ovdje e se pokazati dva primjera kod kojih je izgled mikrostrukture posljedica odreene

toplinske obrade. U prvom primjeru pokazati e se mikrostruktura elika u pojedenim

stadijima toplinske obrade cementiranja, dok e se u drugom primjeru pokazati

mikrostruktura jednog elika za poboljavanje u odreenim fazama toplinske obrade.

U prvom primjeru radi se o eliku C15 ( 1220) koji sadri ~0,13%C, dok se u drugom

primjeru radi o eliku 1430 koji sadri ~ 0,37%C.

Primjer 1

Slika 13.1. Pogljieni uzorak; poveanje 6x

Slika 13.1. prikazuje pougljieni uzorak koji je 5 h bio izloen u krutom sredstvu za

cementiranje na temperaturi od 900C. Nakon 5 h uzorak je lagano hlaen do temperature

okolia. Kao posljedica takve obrade rub uzorka postao je bogatiji ugljikom i sada ima

koncentraciju ~ 0,9%C. Fotografija na slici 13.1. dobivena je uz koso osvjetljenje i poveanje

od 6 puta. Koso osvjetljenje je razlog to se rub uzorka, koji je bogatiji ugljikom, vidi kao

svjetlije podruje.

Slika 13.2. Rub pougljienog uzorka; poveanje 40x


2/6

Materijali 2


Na slici 13.2. prikazan je pougljieni rub uzorka koji je 5 h bio izloen u praku za

cementiranje na 900C. Fotografija na slici 13.2. dobivena je uz vertikalno osvjetljenje i

poveanje od 40 puta. U rubnom naugljienom podruju vidi se perlitna faza. Udaljavanjem

od ruba opada koliina ugljika i poveava se koliina primarnog ferita u mikrostrukturi.

Slika 13.3. Jezgra pougljienog uzorka; poveanje 250x

Na slici 13.3. prikazana je jezgra pougljienog uzorka koji je 5 h bio izloen u praku za

cementiranje na 900C. Na slici 13.3. se vide gruba feritna i perlitna zrna to je posljedica

dugotrajnog dranja uzorka na temperaturi od 900C. Ovakvi grubi kristali su nepoeljni sa

stanovita mehanikih svojstava te ih treba usitniti normalizacijskim arenjem.

Slika 13.4. Jezgra pougljienog uzorka nakon normalizacije; poveanje 250x

Slika 13.4. pokazuje stanje mikrostrukture u jezgri uzorka nakon to je provedeno

normalizacijsko arenje. Uzorak je normaliziran na nain da je zagrijan na 900C, to je

pravilna temperatura normalizacije za jezgru, a zatim lagano hlaen na zraku. Na slici se vide

sitna feritna i perlitna zrna. Fotografija je nastala pri poveanju od 250 puta, to je isto

poveanje kao i kod slike 13.3. To omoguuje usporedbu veliine zrna u jezgri nakon

pougljiavanja i nakon izvedene normalizacije.


3/6



Slika 13.5. Povrina pougljienog uzorka nakon normalizacije; poveanje 250x

Slika 13.5. prikazuje mikrostrukturu povrine uzorka nakon to je izvedeno normalizacijskoarenje. Vidi se da je normalizacija izazvala okrupnjenje feritnih i perlitinih zrna u

povrinskom sloju jer je 900C prevelika temperatura normalizacije za povrinski sloj koji

sadri ~0,9%C.

Slika 13.6. Jezgra nakon ponovnog zagrijavanja uzorka na 900C, njegovog hlaenja na

zraku do 780C, te kaljenja u vodi ; poveanje 250x

Na slici 13.6. vidi se mikrostruktura u jezgri uzorka koja je nastala ponovnim zagrijavanjem

uzorka na 900C, njegovim hlaenjem na zraku do 780C, nakon ega je slijedilo kaljenje uvodi. Sa slike 13.6. vidljivo je da se u mikrostrukturi nalaze zrna ferita i martenzita. Primarni

ferit koji se izluio u temperaturnom intervalu od 900 do 780C ostao je, usprkos brzom

hlaenju, nepromijenjen do temperature okolia. Od austenita je brzim hlaenjem nastao

martenzit.


4/6

Materijali 2


Slika 13.7. Povrina nakon ponovnog zagrijavanja uzorka na 900C, njegovog hlaenja na

zraku do 780C, te kaljenja u vodi ; poveanje 250x

Slika 13.7. prikazuje mikrostrukturu povrine uzorka koji je toplinski obraen kao uzorak naslici 13.6. vidi se da je na povrini nastao fini martnezit jer 780C predstavlja pravilnu

temperaturu austenitizacije za kaljenje povrine koja je obogaena ugljikom i koja sadri

~0,9%C. Udaljavanjem od ruba opada koliina ugljika pa se u mikrostrukturi pojavljuje i

primarni frit.

Primjer 2

Slika 13.8. Mikrostruktura elika za poboljavanje 1430 koji je proao kroz proces

toplog valjanja; poveanje 250x

Slika 13.8. prikazuje mikrostrukturu elika za poboljavanje 1430 koji sadri ~0,37%C, a

koji je proao proces toplog valjanja. U mikrostrukturi se vide feritni i perlitni kristaliti koji su

blago usmjereni u smjeru valjanja.


5/6



Slika 13.9. Mikrostruktura elika za poboljavanje 1430 koji je pregrijan na 1250C

i ohlaen na zraku; poveanje 250x

Na slici 13.9. prikazana je mikrostruktura elika 1430 koji je toplinski obraen na nain da

je bio zagrijan na visoku temperaturu od 1250C, a zatim lagano hlaen na zraku. U

mikrostrukturi se vide igliasta feritna zrna koja probadaju perlita zrna. Ovakva

mikrostruktura poznata je pod imenom Widmannstttenova struktura i potrebno je izbjegavati

njeno stvaranje jer daje loa mehanika svojstva, prvenstveno ilavost.

Slika 13.10. Mikrostruktura elika za poboljavanje 1430 koji je zagrijan na 850C

i zakaljen u vodi; poveanje 250x

Slika 13.10. prikazuje mikrostrukturu u eliku 1430 koji je zagrijan na temperaturu

austenitizacije od 850C i zakaljen u vodi. Vide se martenzitna zrna, zrna nepretvorenog ferita

i mala koliina zrna bainita.

ZADATAK

Potrebno je skicirati hodograf toplinske obrade cementiranja koja je objanjena u primjeru 1,

te skicirati hodograf toplinske obrade klasinog poboljavanja. Objasniti faze u pojedinim

stadijima za postupak cementiranja i za postupak poboljavanja.

Kolika se priblina tvrdoa oekuje u normaliziranoj jezgri elika za cementiranje 1220 koji

sadri ~0,13%C (tvrdoa perlita je 210HV, a ferita 100 HV), a kolika na povrini nakon

kaljenja, ako je povrina bila hlaena nadkritinom brzinom.


6/6

Materijali 2


Hodograf toplinske obrade cementiranja i poboljavanja

Documents

MetalografijaToplinski Obrađenih čelika