MOŽNOSTI VYUŽITÍ DTA - METODY V OBLASTI URCOVÁNÍ TEPLOT LIKVIDU A SOLIDU V SYSTÉMU Fe - C A Fe - C - X

Podobné dokumenty
VÝZKUM OBLASTI PERITEKTICKÉ REAKCE - TEPLOTY TÁNÍ A TUHNUTÍ NÍZKOLEGOVANÝCH OCELÍ

STUDIUM VYBRANÝCH TERMOFYZIKÁLNÍCH VLASTNOSTÍ NÍZKOLEGOVANÝCH OCELÍ SE ZAMĚŘENÍM NA OBLAST EUTEKTOIDNÍ TRANSFORMACE A PŘEMĚNU α - FERIT AUSTENIT

, Hradec nad Moravicí

VLIV EXPERIMENTÁLNÍCH PODMÍNEK NA ZÍSKÁVANÉ HODNOTY TEPELNÝCH EFEKTŮ A TEPLOT FÁZOVÝCH PŘEMĚN ČISTÉHO ŽELEZA A OCELI METODOU DTA

ZPŘESNĚNÍ TEPLOT SOLIDU A LIKVIDU U LOŽISKOVÉ OCELI POMOCÍ METOD VYSOKOTEPLOTNÍ TERMICKÉ ANALÝZY

VLIV RYCHLOSTI OHŘEVU A OCHLAZOVÁNÍ NA TEPLOTY FÁZOVÝCH TRANSFORMACÍ NIKLOVÉ SUPERSLITY IN 738LC

PŘÍSPĚVEK KE VLIVU TEPLOT SOLIDU A LIKVIDU NA TVORBU SULFIDICKÝCH VMĚSTKŮ V OCELI

POROVNÁNÍ TEPLOT SOLIDU A LIKVIDU OCELÍ S34MnV, 20MnMoNi5-5 ZÍSKANÝCH POMOCÍ METOD TERMICKÉ ANALÝZY A VÝPOČTŮ

VYUŽITÍ METOD TERMICKÉ ANALÝZY PRO STUDIUM TEPLOT FÁZOVÝCH PŘEMĚN REÁLNÝCH JAKOSTÍ OCELÍ VE VYSOKOTEPLOTNÍ OBLASTI

VLIV RYCHLOSTI OCHLAZOVÁNÍ NA TEPLOTY FÁZOVÝCH TRANSFORMACÍ NIKLOVÉ SUPERSLITY IN 792-5A

C5060 Metody chemického výzkumu

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

Experimentální metody

Metody termické analýzy. 4. Diferenční termická analýza (DTA) a diferenční scanovací kalorimetrie (DSC)

Krása fázových diagramů jak je sestrojit a číst Silvie Mašková

INTERAKCE PRVKŮ V TERNÁRNÍM SYSTÉMU WOLFRAM - MOLYBDEN - RHENIUM INTERACTIONS OF ELEMENTS IN THE TERNARY SYSTEM TUNGSTEN- MOLYBDENUM-RHENIUM

, Hradec nad Moravicí

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.3 k prezentaci Křivky chladnutí a ohřevu kovů

VLIV CHEMICKÉHO SLOŽENÍ A KINETIKY KRYSTALIZACE NA TVORBU SULFIDICKÝCH VMĚSTKŮ V OCELÍCH

ZMENY POVRCHOVÝCH MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SYSTÉMU S TENKÝMI VRSTVAMI PO KOMBINOVANÉM NAMÁHÁNÍ. Roman Reindl, Ivo Štepánek

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství VŠB-TUO a její spolupráce s průmyslem

VLIV KOROZNÍHO PŮSOBENÍ OCELÍ S VYSOKÝM OBSAHEM MANGANU A CHROMU NA ŽÁRUVZDORNOU KERAMIKU. Libor BRAVANSKÝ, Kateřina KADLÍKOVÁ

MĚŘENÍ A MODELOVÁNÍ TEPLOTNÍCH POLÍ KOKILY S NÁTĚREM. Technická univerzita v Liberci, Háklova Liberec 1, ČR

ELECTROCHEMICAL HYDRIDING OF MAGNESIUM-BASED ALLOYS

GRAFICKÉ ZNÁZORNĚNÍ NONVARIANTNÍCH FÁZOVÝCH PŘEMĚN V BINÁRNÍCH SLITINÁCH V PRŮBĚHU OCHLAZOVÁNÍ

VŠB Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical engineering, 17. Listopadu 15, Ostrava Poruba, Czech Republic

Strukturní charakteristiky hořčíkové slitiny AZ91. Structure of Magnesium Alloy AZ91.

HODNOCENÍ POVRCHOVÝCH ZMEN MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ PO ELEKTROCHEMICKÝCH ZKOUŠKÁCH. Klára Jacková, Ivo Štepánek

CREEP INTERMETALICKÉ SLITINY TiAl PRI VELMI MALÝCH RYCHLOSTECH DEFORMACE. CREEP OF INTERMETALLIC ALLOY TiAl AT VERY LOW STRAIN RATES

STUDIUM FÁZOVÝCH ZMĚN V OCELI BĚHEM JEJÍHO TUHNUTÍ

STUDIUM VLASTNOSTÍ BEZOLOVNATÝCH PÁJEK PRO VYSOKOTEPLOTNÍ APLIKACE STUDY OF PROPERTIES OF LEAD-FREE SOLDERS FOR HIGH-TEMPERATURE APPLICATION

TECHNOLOGIE OHREVU PÁNVÍ NA VOD A JEJÍ PRÍNOSY TECHNOLOGY OF HEATING OF VOD LADLES AND ITS BENEFITS. Milan Cieslar a Jirí Dokoupil b

Tváření,tepelné zpracování

PROVĚŘENÍ VLIVU SMĚROVÉ KRYSTALIZACE NA VLASTNOSTI Ni 3 Al. VŠB TU Ostrava, třída 17. listopadu, Ostrava Poruba

NĚKTERÉ ZKUŠENOSTI S MODIFIKACÍ SLITIN Mg. SOME OF OUR EXPERIENCE OF MODIFYING THE Mg ALLOYS. Luděk Ptáček, Ladislav Zemčík

VLIV KINETIKY KRYSTALIZACE NA CHEMICKOU MIKROHETEROGENITU NIKLOVÉ SUPERSLITINY IN 738LC

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A STRUKTURNÍ STABILITY SUPERSLITINY NA BÁZI NIKLU DAMERON. Karel Hrbáček a

1. Okalibrujte pomocí bodu tání ledu, bodu varu vody a bodu tuhnutí cínu:

1. Okalibrujte pomocí bodu tání ledu, bodu varu vody a bodu tuhnutí cínu:

ZÁKLADNÍ METODY URČOVÁNÍ TRANSFORMAČNÍCH TEPLOT PŘI FÁZOVÝCH PŘEMĚNÁCH V TVAROVĚ PAMĚŤOVÝCH SLITINÁCH

MODELOVÁNÍ PROCESU TUHNUTÍ A CHEMICKÁ HETEROGENITA INGOTU OCELI JAKOSTI 26NiCrMoV115. ŽĎAS, a.s., Strojírenská 6, Žďár nad Sázavou, ČR

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

PODMÍNKY VZNIKU PORUCH SOUVISLOSTI MATERIÁLŮ U ODLITKŮ A INGOTŮ

, Hradec nad Moravicí

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

PŘÍSPĚVEK K TERMODYNAMICKÝM A DIFÚZNÍM INTERAKČNÍM KOEFICIENTŮM A JEJICH VZÁJEMNÉMU VZTAHU

3. Termická analýza. Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

ZKOUŠENÍ KOROZNÍ ODOLNOSTI PLAZMOVĚ NANÁŠENÝCH NITRIDICKÝCH VRSTEV NA OCELÍCH CORROSION RESISTANCE TESTING OF PLASMA NITRIDATION LAYERS ON STEELS

OPTIMALIZACE PROVOZU OTOPNÉ SOUSTAVY BUDOVY PRO VZDĚLÁVÁNÍ PO JEJÍ REKONSTRUKCI

Krystalizace ocelí a litin

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

VLASTNOSTI RYCHLE ZTUHLÝCH PRÁŠKŮ NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM

POVRCHOVÉ VYTVRZENÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM PLAZMOVOU NITRIDACÍ SURFACE HARDENING OF NIOBIUM-CONTAINING PM TOOL STEEL BY PLASMA NITRIDING

PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

SLEDOVÁNÍ AKTIVITY KYSLÍKU PŘI VÝROBĚ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM

VLASTNOSTI KOVŮ. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg

VYSOCEPEVNÉ HLINÍKOVÉ SLITINY SE ZLEPŠENÝMI SLÉVÁRENSKÝMI VLASTNOSTMI

Metalografie ocelí a litin

VLIV VSTUPNÍCH SUROVIN NA KVALITU VYSOKOTEPLOTNÍ KERAMIKY

ŽELEZO A JEHO SLITINY

Tepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti

SMĚROVÁ KRYSTALIZACE EUTEKTIK SYSTÉMU Ti-Al-Si DIRECTIONAL CRYSTALLIZATION OF Ti-Al-Si EUTECTICS

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

Praktické poznatky z využití lisovaných filtrů Pyral 15 při filtraci hliníkových odlitků

ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ

Simulace oteplení typového trakčního odpojovače pro různé provozní stavy

BIOLOGICKÉ LOUŽENÍ KAMÍNKU Z VÝROBY OLOVA

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

, Hradec nad Moravicí

STUDIUM VYBRANÝCH SLITIN NA BÁZI TERNÁRNÍHO SYSTÉMU MĚĎ INDIUM CÍN

KONCENTRAČNÍ A TEPLOTNÍ ZÁVISLOSTI ROZDĚLOVACÍCH KOEFICIENTŮ. Lumír Kuchař, Jaromír Drápala

SVÚM a.s. Zkušební laboratoř vlastností materiálů Tovární 2053, Čelákovice

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

FYZIKÁLNE CHEMICKÉ VLASTNOSTI METALURGICKÝCH STRUSEK PHYSICAL - CHEMICAL PROPERTIES OF THE METALLURGICAL SLAGS

CREEP AUSTENITICKÉ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM CREEP OF AUSTENITIC DUCTILE CAST IRON

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

Kroková hodnocení kombinovaného namáhání systémů s tenkými vrstvami. Roman Reindl, Ivo Štěpánek, Radek Poskočil, Jiří Hána

MIKROSTRUKTURNÍ ROZBOR RYCHLE ZTUHLÝCH NÁSTROJOVÝCH OCELÍ LEGOVANÝCH NIOBEM

- zabývá se pozorováním a zkoumáním vnitřní stavby neboli struktury (slohu) kovů a slitin

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

ASTM A694 F60 - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI ASTM A694 F60 HEAT TREATMENT AND MECHANICAL PROPERTIES

ELEKTROCHEMIE NA SYSTÉMECH S TENKÝMI VRSTVAMI ELECTRO-CHEMICAL ANALYSIS ON SYSTEMS THIN FILM SUBSTRATE

Konstrukce a interpretace fázových diagramů

RELATIONSHIP BETWEEN UNIVERSAL CONSTITUTION DIAGRAMS AND DIAGRAMS IRON WITH CARBON

Vladislav OCHODEK VŠB TU Ostrava Katedra mechanické technologie ústav svařování Vl. Ochodek 3/2012

SIMULAČNÍ VÝPOČTY TUHNUTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY ZnAl4 V OCELOVÉ FORMĚ

K. Novotný, J. Filípek

Numerická simulace přestupu tepla v segmentu výměníku tepla

STRUKTURA A VLASTNOSTI PRÁŠKOVÝCH SLITIN

Hodnocení degradace ocelí pro tepelnou energetiku pomocí mikrosrukturních paramertrů

Fe Fe 3 C. Metastabilní soustava

VISUAL DISPLAY OF THE PROCESS WELDING VIZUALIZACE PROCESU SVAŘOVÁNÍ

SNÍŽENÍ OBSAHU ŽELEZA VE SLITINÁCH AlSiCuMgFe. DECREASE OF IRON CONTENTS IN AlSiCuMgFe ALLOYS. Jan Šerák, Dalibor Vojtěch, Pavel Novák, Václav Šefl a

Laboratorní práce č. 8: Elektrochemické metody stanovení korozní rychlosti

Krystalizace, transformace, kongruence, frustrace a jak se to všechno spolu rýmuje

Diferenční termická analýza a její využití v elektrotechnologické diagnostice

Transkript:

MOŽNOSTI VYUŽITÍ DTA - METODY V OBLASTI URCOVÁNÍ TEPLOT LIKVIDU A SOLIDU V SYSTÉMU Fe - C A Fe - C - X POSSIBILITIES OF DTA - METHOD UTILISATION IN THE FIELD OF LIQUIDUS AND SOLIDUS TEMPERATURES DETERMINATION IN Fe - C AND Fe - C - X SYSTEMS Bedrich Smetana a Jana Dobrovská b Petr Kozelský c a VŠB-TUO, FMMI,tr. 17.listopadu 15,708 33 Ostrava - Poruba, CR, bedrich.smetana.fmmi@vsb.cz b VŠB-TUO, FMMI,tr. 17.listopadu 15,708 33 Ostrava - Poruba,CR, jana.dobrovska@vsb.cz c VŠB-TUO, FMMI,tr. 17.listopadu 15,708 33 Ostrava - Poruba,CR, petr.kozelsky@vsb.cz Abstrakt V príspevku je venována pozornost oblasti výzkumu teplot fázových transformací - tání a tuhnutí ocelí. Možnosti využití DTA (Diferencní termické analýzy) k výzkumu chování reálného systému Fe - C a Fe - C - X v závislosti na ohrevu a ochlazování. K experimentálním merením bylo využito laboratorního systému SETARAM SETSYS 18 TM TG/DTA/TMA. Abstract This paper deals with the field of phase transformations temperatures research - melting and solidifying of steels. Possibilities of DTA (Differential Thermal Analysis) - method utilisation for research of behaviour of real Fe - C and Fe - C -X system in dependence on heating up and cooling down. For experimental measurements we used the SETARAM SETSYS 18 TM TG/DTA/TMA laboratory system. 1. ÚVOD V posledních letech bylo odvozeno znacné množství matematických modelu simulujících proces prenosu tepla pri tuhnutí kovových slitin. Numerické metody, zejména metody konecných rozdílu a konecných prvku, jsou s úspechem využívány. Ale pro získání hodnoverných výsledku jsou také nezbytná presná data charakterizující termofyzikální materiálové vlastnosti. Typickými potrebnými daty jsou hustota, tepelná vodivost a tepelná kapacita materiálu. Dalšími duležitými velicinami jsou teploty fázových transformací a odpovídající latentní tepla. Tyto materiálové charakteristiky nejsou pouze funkcí teploty a složení, ale také funkcí rychlosti ochlazování. Je to z toho duvodu, že kinetika fázových transformací závisí na rychlosti ochlazování a termofyzikální vlastnosti jsou vztaženy k utváreným fázím. Pri vysokých teplotách vysoké rychlosti ochlazování vetšinou snižují teploty fázových transformací, zejména teplotu solidu, i když ne drasticky, z duvodu kompenzacního efektu jemnejší dendritické struktury. Pri nízkých teplotách je vliv rychlosti ochlazování na teploty fázových premen zretelnejší. Tedy, pro presnou simulaci procesu tuhnutí a chladnutí by mela být známá materiálová data jako funkce teploty, složení a rychlosti ochlazování [1]. Materiálová data jsou bežne prebírána z literatury. Ale jen zrídka lze nalézt všechna potrebná data. Ackoliv jsou materiálové vlastnosti mereny pro velké množství znacek ocelí, 1

vetšina techto dat je platných pouze pro nízkoteplotní oblast a existuje jen málo dat pro vyšší teploty až do likvidu. Navíc, tato data jsou obvykle vyjádrena pouze jako funkce teploty a složení, tzn. není uvažována rychlost ochlazování. Tedy je velmi obtížné získat všechna potrebná data. To je zejména prípad uhlíkových a nízkolegovaných znacek ocelí, protože v techto ocelích i malá zmena v chemickém složení muže mít znacný vliv na termofyzikální materiálové vlastnosti [1]. Z výše uvedeného vyplývá, že stanovení teplot fázových transformací, zejména teplot solidu a likvidu pro ruzné znacky ocelí a ruzné rychlosti ochlazování je stále aktuální. Cílem tohoto príspevku je posoudit možnosti využití DTA - metody pro stanovení teplot solidu a likvidu v systémech na bázi Fe - C. Uvedené výsledky jsou první získané výsledky rozsáhlé studie termofyzikálních a termodynamických charakteristik pro laboratorne pripravené systémy Fe - C, Fe - C - X a reálné znacky vybraných ocelí. 2. EXPERIMENT Na katedre Fyzikální chemie a teorie technologických procesu je využíváno k získávání termofyzikálních dat experimentální zarízení SETARAM SETSYS 18 TM, viz. obrázek 1. Prístroj je vybaven válcovou pecí s grafitovým topným telesem pracujícím do teploty 1750 C. Ohrev a ochlazování vzorku je možno programovat v rozsahu teplot: teplota okolí - 1750 C. Rychlost ohrevu je možno nastavit v rozsahu 0 C - 99 C/min [2]. Uložení vzorku ve válcové peci prístroje je patrné z obrázku 2. 1 pecní prostor 2 plášt pece 3 vzorek v kelímku (Al 2O 3) 4 srovnávací vzorek v kelímku Obr. 1. SETARAM zarízení Obr. 2. Schéma umístení vzorku v pecním prostoru 2.1 Diferencní termická analýza Diferencní termická analýza (DTA) je dynamická tepelne analytická metoda [3], pri níž se sledují teplotní efekty zkoumaného vzorku, spojené s jeho fyzikálními nebo chemickými zmenami pri jeho plynulém, lineárním ohrevu nebo ochlazování. Touto metodou se merí teplotní rozdíly mezi zkoumaným vzorkem a vzorkem srovnávacím, vznikající pri jejich soucasném ohrevu, který je lineární funkcí casu. Zatímco teplota vzorku srovnávacího sleduje zvolený teplotní program, teplota zkoumaného vzorku podléhá zmenám, které jsou obrazem fyzikálních a chemických premen, jež v nem probíhají. Grafický záznam závislosti rozdílu teplot obou vzorku na lineární rostoucí nebo klesající teplote systému vykazuje pak ostrá zvýšení nebo snížení sledovaných teplotních rozdílu podle toho, zda se pri probíhající premene spotrebovává nebo uvolnuje teplo. Metoda je tedy založena na merení teplotního rozdílu mezi skutecnou teplotou zkoumaného vzorku a teplotou definovanou zvoleným teplotním programem, touto metodou lze postihnou všechny fyzikální nebo chemické zmeny hmoty, provázené zmenou entalpie, které se projevují jako zmeny endotermní nebo exotermní. Mohou to být fázové premeny prvního a druhého rádu (var, sublimace, odparování, zmena krystalické struktury, tavení), chemické reakce ruzného typu, 2

napr. oxidacne redukcní a rozkladné, dále dehydratace, disociace apod. U ocelí uvažujeme pouze fyzikální zmeny. 2.2 Charakteristika analyzovaných vzorku Série vzorku stredneuhlíkových ocelí pro analýzu byla pripravena laboratorne dvojstupnovým postupem. V prvním stupni se ve vysokofrekvencním generátoru z práškového železa nalegováním pripravily ocele požadovaného chemického složení, ze kterých se pri teplote 1600 C odsály válecky o prumeru 4 mm. Ve druhém stupni v DTA (fy SETARAM) byly válecky ocelí roztaveny (likvidus +15 C) a pri dvou rychlostech ochlazování (3 C/min a 30 C/min) se nechaly utuhnout - byly zjišteny teploty solidu a likvidu. Tímto postupem byly získány vzorky, které splnovaly požadavky chemického složení i presne definované rychlosti ochlazování. Údaje o chemickém složení vzorku jsou uvedeny v tabulce 1. Jako príklad merení teplot solidu a likvidu u reálných znacek ocelí byly vybrány konstrukcní oceli, jejichž chemické složení je uvedeno v tabulce 2. Tyto vzorky se vyznacují vyšším obsahem chrómu (Cr) a obsahem dalších prvku, jak primíšených, tak legujících. Pro urcení teplot tání a tuhnutí vzorku s vyšším obsahem Cr byla také využita DTA - metoda. Z techto ocelí byly pripraveny válecky o rozmerech: výška 3 mm a prumer 3 mm. Rychlost ohrevu a ochlazování analyzovaných vzorku byla 7 C/min. Na obrázku 3 je DTA - krivka vzorku 9 pri ohrevu a na obrázku 4 je DTA - krivka vzorku 9 pri ochlazování. Tabulka. 1. Chemické složení laboratorne pripravených vzorku Vz. C Mn Si P S Al 5 0,40 0,28 0,43 <0,01 0,017 <0,01 6 0,40 0,40 0,43 <0,02 0,017 <0,02 7 0,40 0,40 0,43 <0,03 0,035 <0,03 8 0,40 0,50 0,43 <0,04 0,035 <0,04 Tabulka. 2. Chemické složení provozních vzorku Vz. C Mn Si P S Cu Ni Cr V Al W Mo Co Sn As H 2 N 2 9 0,37 1,00 0,42 0,017 0,002 0,15 0,38 4,87 0,95 0,011 0,00 1,22 0,00 0,000 0,00 <2,5 0,016 10 0,51 0,76 0,28 0,020 0,020 0,16 0,09 3,40 0,27 0,025 0,01 1,43 0,01 0,007 0,03 3,4 0,000 11 0,99 0,57 0,32 0,018 0,015 0,15 0,14 5,00 0,19 0,029 0,03 1,03 0,01 0,009 0,02 4,0 0,000 12 1,58 0,30 0,29 0,016 0,007 0,12 0,16 11,3 0,73 0,030 0,03 0,75 0,02 0,009 0,00 0,0 0,000 Obr. 3. DTA - krivka získaná pri ohrevu Obr. 4. DTA krivka získaná pri ochlazování 3

3. VÝSLEDKY A DISKUSE Výsledky laboratorne pripravených vzorku, tzn. namerené hodnoty teploty likvidu T L a teploty solidu T S, pri dvou rychlostech ochlazování jsou uvedeny v tabulce 3. V téže tabulce jsou také uvedeny hodnoty získané použitím programu IDS - Solidification Analysis Package [4] a dále hodnoty teplot vypocítané podle vztahu v literature [5,6,7,8]. Podotýkáme, že program IDS umožnuje vkládat jako vstupní hodnoty nejen chemické složení oceli, ale i rychlost ochlazování. Z tabulky 3 vyplývá nekolik záveru: Experimentálne zmerené teploty solidu znacne prevyšují teoretické teploty a to pri obou rychlostech ochlazování. Dále, u vetšiny vzorku zvýšená rychlost ochlazování snižuje teplotu solidu, což je v souladu napr. s [1]. Z fázového diagramu Fe - C lze odecíst hodnotu teploty solidu T S = 1450 C pro C = 0,4 hm %. Vetšina námi namerených teplot solidu (až na tri) tuto hodnotu prevyšuje, což je v rozporu s termodynamikou roztoku, podle níž by mely prímesi a legující prvky tuto teplotu snižovat. Hodnotu teploty solidu techto vícesložkových systému však mohou ovlivnovat mimo chemického složení a rychlosti ochlazování i další termodynamické deje jako napr. chemické reakce, tvorba vmestku atd. Namerené teploty likvidu (tabulka 3) jsou ve vetšine prípadu nižší než teoretické, i když odchylka není velká jako u teplot solidu. U teplot likvidu se také príliš neprojevil vliv rychlosti ochlazování. Výsledky experimentálních merení teplot solidu a likvidu u vzorku reálných ocelí jsou uvedeny v tabulce 4 spolu s teoretickými teplotami vypocítanými dle vztahu z literatury [5,6,7,8]. Vzhledem ke znacnému množství legujících a primíšených prvku nelze jednoznacne stanovit jejich vliv na merené teploty fázových transformací. Lze predpokládat, že nejvetší vliv má uhlík (který dle literatury [9] snižuje nejvíce teplotu likvidu a solidu u systému na bázi Fe - C) a v našem prípade také chróm vzhledem k jeho vysokému obsahu v analyzovaných vzorcích. Z výše uvedených výsledku vyplývá, že stanovení teplot fázových transformací vícesložkových systému ve vysokoteplotní oblasti, zejména stanovení teploty solidu, je velmi obtížné. Je to zejména z duvodu zatím ne zcela objasnených mechanismu, které v této oblasti pri procesech ohrevu a ochlazování probíhají [10]. Predkládané výsledky jsou první získané výsledky rozsáhlé studie termofyzikálních a termodynamických charakteristik pro laboratorne pripravené systémy Fe - C, Fe - C - X a reálné znacky vybraných ocelí. Predpokládá se, že tyto charakteristiky, vcetne teplot solidu a likvidu budou nejprve studovány na binárním systému Fe - C, který bude postupne dolegováván vybranými prvky z duvodu posouzení jejich vlivu na zminované termofyzikální a termodynamické vlastnosti. Tabulka 3. Experimentálne a teoreticky zjištené teploty solidu T S a likvidu T L pro vzorky z tabulky 1 utuhlé pri dvou rychlostech ochlazování 3 C/min a 30 C/min Experimentální teploty Teoretické teploty T S ( C) T L ( C) T S ( C) T L ( C) T S ( C) T L ( C) OCHLAZOVÁNÍ IDS - program [5,6,7,8] Vzorek (3 C/min) (30 C/min) (3 C/min) (30 C/min) (3 C/min) (30 C/min) (3 C/min) (30 C/min) 5 1479 1448 1477 1483 1414 1412 1498 1498 1424 1497 6 1475 1450 1477 1479 1417 1414 1498 1498 1423 1496 7 1448 1465 1507 1519 1410 1408 1497 1497 1420 1496 8 1490 1486 1495 1499 1414 1411 1497 1497 1419 1495 4

Tabulka 4. Experimentálne a teoreticky zjištené teploty solidu T S a likvidu T L pro vzorky z tabulky 3 - provozní vzorky RYCHLOST Experimentální teploty Teoretické teploty ohrevu T S ( C) T L ( C) T S ( C) T L ( C) T S ( C) T L ( C) Vzorek (ochlazování) OHREV OCHLAZOVÁNÍ [5,6,7,8] 9 7 C/min 1495 1510 1463 1463 1420 1484 10 7 C/min 1507 1522 1455 1455 1388 1479 11 7 C/min 1367 1414 1398 1441 1267 1444 12 7 C/min 1445 1514 1401 1470 1114 1394 4. ZÁVER V príspevku jsou predloženy výsledky experimentálního merení teplot solidu a likvidu pro laboratorne pripravené vzorky utuhlé rozdílnou rychlostí ochlazování a pro vzorky reálných znacek ocelí. K experimentálnímu merení byla využita DTA - metoda (Differential Thermal Analysis) a laboratorní systém SETARAM SETSYS 18 TM. Z techto predložených výsledku a také z dlouholeté zkušenosti s merením termofyzikálních vlastností na FMMI VŠB-TU Ostrava vyplývá, že stanovení teplot transformací vícesložkových systému ve vysokoteplotní oblasti, zejména teplot solidu, je znacne obtížné. Proto je navrhována rozsáhlá studie techto vlastností pro laboratorne pripravené systémy Fe - C, Fe - C - X a reálné znacky vybraných ocelí. LITERATURA [1] Miettinen, J., Louhenkilpi, S. Calculation of Thermophysical Properties of Carbon and Low Alloyed Steels for Modelling of Solidification Processes. Metallurgical and Materials Transactions B. 1994, Vol. 25B, pp. 909-916. [2] Collec. of authors. The User s Manual of the Device SETSYS l6/18. Labimex, 1999, Edition 2002. [3] Blažek, A. Termická analýza. 1. vydání. 1972. ISBN 04-626-72. [4] Miettinen, J. Solidification Analysis Package for Steels - User s Manual of DOS version. Laboratory of Metallurgy. Helsinky University of Technology. 1999. [5] Šmrha, L. Tuhnutí a krystalizace ocelových ingotu, SNTL, Praha, 1983. [6] Myslivec, T. Fyzikálne chemické základy ocelárství. SNTL, Praha 1983. [7] Technická dokumentace fy Voest - Alpine. [8] Technická dokumentace IRSID. [9] Walderová, B., Jonšta, Z. Nauka o kovech I. Skripta, Ostrava, 1989, s. 130. [10] Sugden, A.A.B., Bhadeshia, H.K.D.H. Thermodynamic Estimation of Liquidus, Solidus, Ae 3 Temperatures, and Phase Compositions for Low Alloy Multicomponent Steels. Materials Science and Technology. 1989, Vol. 5, pp. 977-984. Práce vznikla v rámci rešení grantových projektu GACR 106/03/0271 a MŠMT CR MSM273600002 5