J. Votava, M. Černý, J. Filípek



Podobné dokumenty
THE IMPACT OF PROCESSING STEEL GRADE ON CORROSIVE DEGRADATION VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ OCELI NA KOROZNÍ DEGRADACI

ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář Degradace nízkolegovaných ocelí v. abrazivním a korozivním prostředí

ABRASION OF LOW-CARBON STEEL IN FREE ABRASIVE PARTICLES ABRAZIVNÍ OPOTŘEBENÍ NÍZKOUHLÍKOVÝCH OCELÍ VE VOLNÉM ABRAZIVU

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

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET SILVICULTURAE MENDELIANAE BRUNENSIS SBORNÍK MENDELOVY ZEMĚDĚLSKÉ A LESNICKÉ UNIVERZITY V BRNĚ

P. Verner, V. Chrást

Jominiho zkouška prokalitelnosti

POTENCIÁLNÍ OHROŽENOST PŮD JIŽNÍ MORAVY VĚTRNOU EROZÍ

VÝZKUM MOŽNOSTÍ ZVÝŠENÍ ŽIVOTNOSTI LOŽISEK CESTOU POVRCHOVÝCH ÚPRAV

VLIV STŘÍDAVÉHO MAGNETICKÉHO POLE NA PLASTICKOU DEFORMACI OCELI ZA STUDENA.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA STRUKTURU A MECHANICKÉ VLASTNOSTI NÁSTROJOVÝCH OCELÍ

Transfer inovácií 20/

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍ SVOČ FST 2010 Lukáš Martinec, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování

CHOVÁNÍ SPOTŘEBITELŮ NA TRHU VÍNA V ČR

OCELI A LITINY. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

PRODUKTIVNÍ OBRÁBĚNÍ OCELI P91

THE PREDICTION PHYSICAL AND MECHANICAL BEHAVIOR OF FLOWING LIQUID IN THE TECHNICAL ELEMENT

ABRAZIVNÍ OPOTŘEBENÍ PLUŽNÍCH ČEPELÍ Z ADI LITINY

BRUSKY. a) Brusky pro postupný úběr materiálu - mnoha třískami, přičemž pracují velkým posuvem a malým přísuvem.

SVAŘOVÁNÍ KOVOVÝCH MATERIÁLŮ LASEREM LASER WELDING OF METAL MATERIALS

INFLUENCE OF TEMPERING ON THE PROPERTIES OF CAST C-Mn STEEL AFTER NORMALIZING AND AFTER INTERCRITICAL ANNEALING. Josef Bárta, Jiří Pluháček

VLIV SLOŽENÍ KRMNÝCH SMĚSÍ NA PRŮBĚH SNÁŠKOVÉ KŘIVKY SLEPIC

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

STŘEDNÍ PŘIROZENÉ DEFORMAČNÍ ODPORY PŘI TVÁŘENÍ OCELÍ ZA TEPLA - VLIV CHEMICKÉHO A STRUKTURNÍHO STAVU

D. Klecker, L. Zeman

Vliv olejů po termické depolymerizaci na kovové konstrukční materiály

The target was to verify hypothesis that different types of seeding machines, tires and tire pressure affect density and reduced bulk density.

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

Vliv metody vyšetřování tvaru brusného kotouče na výslednou přesnost obrobku

R. Březina, J. Filípek, J. Šenberger

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VLIV OBSAHU NIKLU NA VLASTNOSTI LKG PO FERITIZAČNÍM ŽÍHÁNÍ EFFECT OF THE CONTENT OF NICKEL ON DI PROPERTIES AFTER FERRITIZATION ANNEALING

LASEROVÉ KALENÍ FOREM A NÁSTROJŮ LASER HARDENING OF MOULDS AND TOOLS

ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET SILVICULTURAE MENDELIANAE BRUNENSIS SBORNÍK MENDELOVY ZEMĚDĚLSKÉ A LESNICKÉ UNIVERZITY V BRNĚ

Antonín Kříž a) Miloslav Chlan b)

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

MODELOVÁNÍ A MĚŘENÍ DEFORMACE V TAHOKOVU

Wear with respect to load and to abrasive sand under Dry Sand/Steel Wheel abrasion condition

TECHNOLOGICAL PROCESS IN ISOTHERMAL HEAT TREATMENT OF STEEL TECHNOLOGICKÝ POSTUP PŘI IZOTERMICKÉM TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ OCELI

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

ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET SILVICULTURAE MENDELIANAE BRUNENSIS SBORNÍK MENDELOVY ZEMĚDĚLSKÉ A LESNICKÉ UNIVERZITY V BRNĚ

STUDIUM ELEKTROCHEMICKÝCH KOROZNÍCH JEVŮ DVOUFÁZOVÝCH OCELÍ ZA POUŽITÍ METODY SRET.

VLIV STRUKTURY A PODMÍNEK ZKOUŠKY NA VELIKOST ABRAZIVNÍHO OPOTŘEBENÍ

K. Novotný, J. Filípek

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

OBSERVATION OF KINETICS OF STRUCTURAL CHANGES DURING LONG-TERM ANNEALING OF TRANSITIONAL WELDS ON P91 STEEL

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

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

MOŽNOSTI TVÁŘENÍ MONOKRYSTALŮ VYSOKOTAVITELNÝCH KOVŮ V OCHRANNÉM OBALU FORMING OF SINGLE CRYSTALS REFRACTORY METALS IN THE PROTECTIVE COVER

INFLUENCE OF CONSTRUCTION OF TRANSMISSION ON ECONOMIC PARAMETERS OF TRACTOR SET TRANSPORT

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

ORGANIZAČNÍ A STUDIJNÍ ZÁLEŽITOSTI

ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET SILVICULTURAE MENDELIANAE BRUNENSIS SBORNÍK MENDELOVY ZEMĚDĚLSKÉ A LESNICKÉ UNIVERZITY V BRNĚ

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI OCELI PRO ŽELEZNICNÍ KOLA THE INFLUENCE OF HEAT TREATENT ON THE PROPPERTIES OF STEEL FOR RAILWAY WHEELS

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ OCELÍ

KULOVÝ STEREOTEPLOMĚR NOVÝ přístroj pro měření a hodnocení NEROVNOMĚRNÉ TEPELNÉ ZÁTĚŽE

Tváření,tepelné zpracování


DUPLEXNÍ POVLAKOVÁNÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM DUPLEX COATING OF THE NIOBIUM-ALLOYED PM TOOL STEEL

PROTOKOL. č. C2858c. Masarykova univerzita PF Ústav chemie Chemie konzervování a restaurování 1 POPIS PRAKTICKÉHO CVIČENÍ. 1.

Západočeská univerzita v Plzni fakulta Strojní

þÿ V l i v v o d í k u n a p e v n o s t a s v ay i t vysokopevných martenzitických ocelí pro automobilové aplikace

Návrh řešení a eliminace deformací u tlakově litých rámů bezpečnostních interkomů ze slitiny zinku

HODNOCENÍ MIKROSTRUKTURY A VLASTNOSTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY AZ91HP EVALUATION OF MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SAND CAST AZ91HP MAGNESIUM ALLOY

Bending tool for conduit box

VLIV MLETÍ ÚLETOVÉHO POPÍLKU NA PRŮBĚH ALKALICKÉ AKTIVACE

NEKONVENČNÍ VLASTNOSTI OCELI 15NiCuMoNb5 (WB 36) UNCONVENTIONAL PROPERTIES OF 15NiCuMoNb (WB 36) GRADE STEEL. Ladislav Kander Karel Matocha

Keramika spolu s dřevem, kostmi, kůží a kameny patřila mezi první materiály, které pravěký člověk zpracovával.

VLASTNOSTI TEPELNĚ ZPRACOVANÝCH SOUČÁSTÍ Z BERYLIOVÉHO BRONZU. Kříž Antonín 1) Schmiederová Iva 2) Kraus Václav 2)

SEIZMICKÝ EFEKT ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY ÚVODNÍ STUDIE

DETERMINATION OF MECHANICAL AND ELASTO-PLASTIC PROPERTIES OF MATERIALS BY NANOINDENTATION METHODS

FÁZOVÉ PŘEMĚNY. Hlediska: termodynamika (velikost energie k přeměně) kinetika (rychlost nukleace a rychlost růstu = celková rychlost přeměny)

SNIŽOVÁNÍ HMOTNOSTI KAROSERIÍ OSOBNÍCH AUTOMOBILŮ NA ZÁKLADĚ VOLBY MATERIÁLU

Postupy. Druh oceli Chemické složení tavby hmotnostní % a) Značka Číselné označení. Mn P max. S max 0,40-1,20 0,60-1,40

EFFECT OF MALTING BARLEY STEEPING TECHNOLOGY ON WATER CONTENT

ŽÁRUPEVNOST ZÁKLADNÍHO MATERIÁLU A SVAROVÝCH SPOJŮ OCELI P23 CREEP RESISTANCE OF STEEL P23 AND WELDMENTS

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

VYUŽITÍ PVD POVLAKŮ PRO FUNKČNĚ GRADOVANÉ MATERIÁLY

Mn max. P max. Mezní úchylky pro rozbor hotového výrobku % hmot. Označení oceli Pevnostní vlastnosti Zkouška rázem v ohybu

VLASTNOSTI KOMPOZITNÍCH POVLAKŮ S KATODICKY VYLUČOVANOU MATRICÍ

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI JEMNOZRNNÝCH SVAŘITELNÝCH OCELÍ PRO TENKOSTĚNNÉ ODLITKY

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV MATERIÁLOVÝCH VĚD A INŽENÝRSTVÍ

VANADIS 10 Super Clean

STUDIUM ODUHLIČENÍ POVRCHOVÝCH VRSTEV LOŽISKOVÝCH OCELÍ 100Cr6. RESEARCH OF DECARBURIZATION SURFACE LAYER OF BEARING STEEL 100Cr6

Vliv úpravy břitu monolitních fréz před PVD povlakováním na jejich trvanlivost

Nástrojové oceli. Ing. Karel Němec, Ph.D.

OPTIMALIZACE SVAŘOVACÍCH PARAMETRŮ PŘI ODPOROVÉM BODOVÉM SVAŘOVÁNÍ KOMBINOVANÝCH MATERIÁLŮ

TESTOVÁNÍ VLIVU INDIKAČNÍCH KAPALIN NA KŘEHKOLOMOVÉ VLASTNOSTI SKLOVITÝCH SMALTOVÝCH POVLAKŮ

Polotovary vyráběné tvářením za studena

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

LEPENÉ SPOJE. 1, Podstata lepícího procesu

HODNOCENÍ VLASTNOSTÍ VÝKOVKŮ ROTORŮ Z OCELI 26NiCrMoV115

UPLATNĚNÍ ADITIVNÍHO INDEXOVÉHO ROZKLADU PŘI HODNOCENÍ FINANČNÍ VÝKONNOSTI ODVĚTVÍ ČESKÝCH STAVEBNÍCH SPOŘITELEN

LICÍ PÁNVE V OCELÁRNĚ ARCELORMITTAL OSTRAVA POUŽITÍ NOVÉ IZOLAČNÍ VRSTVY

Transkript:

ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET SILVICULTURAE MENDELIANAE BRUNENSIS SBORNÍK MENDELOVY ZEMĚDĚLSKÉ A LESNICKÉ UNIVERZITY V BRNĚ Ročník LIII 20 Číslo 5, 2005 Vliv tepelného zpracování na abrazivní opotřebení J. Votava, M. Černý, J. Filípek Došlo: 29. července 2005 Abstract Votava, J., Černý, M., Filípek, J.: Influence of heat treatments on the abrasive wear. Acta univ. agric. et silvic. Mendel. Brun., 2005, LIII, No. 5, pp. 175 186 The particular samples were made of the steel 14 260 and were exposed to following different heat treatments soft annealing, normalizing, heat refining and hardening. After these heat treatments the samples were exposed both laboratory tests and also field tests. The wear test particles was carried out on the device with abrasive canvas. The laboratory test was realized in room temperature and normal atmospheric pressure. Measured values were statistically and graphically analyzed and interpreted. Results of the tests confirmed our preliminary expectations that the extent of the wear would depend on the value of hardness of the used materials. The hardest structure of the hardened steel had the smallest material decrease compared to the largest decrease of the soft annealing steel. Tested samples were fixed to a cutting edge of a ploughing aggregate which performed work in previously determined sector area. At intervals of each 400 meters there were measured decreases of weights and surfaces of the samples and consequently were evaluated and graphically interpreted relating abrasive wear of the particular samples. Also in this test the results form previous laborator test were confirmed and the smallest wear had the hardened steel samples. On the basis of the measured values we can deduce the high importance of the right choice of the adequate material which is able to resist to the wearing process best. This decision will significantly affect not only the length of the service life of the particular parts but also the whole machinery as well as its economic operation. abrasive wear, tillage, heat treatments, Czech Standard steel 14 260 Na základní prvky strojů působí během provozu řada fyzikálních, chemických či jiných procesů, které vedou ke vzniku poruchy nebo ztráty funkce součásti, tzv. integrální mechanismus poruchy. Ten je obvykle synergickou funkcí všech vlivů, které na elementární prvek strojního celku působí. K základním mechanismům poruch lze přiřadit (HAVLÍČEK, 1989): opotřebení, korozi, únavu materiálu, působení vnějších silových účinků, tepelnou degradaci apod. Vnější projev těchto mechanismů vytváří poškození (defekt) součástí. K nejmarkantnějším defektům patří: opotřebení jako nežádoucí změna funkčních rozměrů nebo celkové geometrie (otupení, zadření apod.) koroze materiálu představující zásadní a nepřípustnou změnu povrchu součástí vytvořené projevem rovnoměrné nebo nerovnoměrné korozní degradace materiálu deformace vlivem extrémní aktivity vnější silové soustavy působící na součást, která vytváří předpo- 175

176 J. Votava, M. Černý, J. Filípek klad mezního stavu plastické deformace, tj. trvalé změny tvaru součásti trhlina a lom jako výsledek kombinace zatížení a stavu materiálu dávající předpoklady ke konečné fragmentaci prvku strojní soustavy. V tomto pojednání je prioritní snahou sledovat opotřebení materiálu, které lze v souladu s ČSN 01 5050 rozdělit na: adhezivní, abrazivní, erozivní, kavitační, únavové, vibrační a jiné opotřebení. Příprava a zpracování půdy v zemědělství vytváří podmínky především pro abrazivní opotřebení (NEU- BAUER, 1987). To je charakterizováno separací částic povrchu při jeho rýhování a řezání tvrdými volnými částicemi. Odolnost proti němu je u různých materiálů rozdílná (BLAŠKOVIČ et al., 1987). U tepelně nezpracovaných ocelových i litinových materiálů je přímo úměrná přirozené tvrdosti. U tepelně zpracovaných konstrukčních materiálů se projeví v odolnosti proti abrazivnímu opotřebení i chemické složení materiálů a jejich struktura. Tímto směrem je orientován i experiment v předkládané práci, jejímž cílem je souhrnně zhodnotit chování tepelně zpracované pružinové oceli 14 260 v podmínkách půdního opotřebení. MATERIÁL A METODY Zkušební tělesa Zkušební tělesa pro provozní i laboratorní zkoušky jsou vyrobena z pásové oceli 40 x 6 ČSN 42 5342 14 260.3. Křemíkchromová ocel 14 260 (dle ČSN EN 10027-1 ocel 54SiCr6) byla zvolena z důvodu dostatečné zakalitelnosti a prokalitelnosti. Směrné chemické složení oceli dle ČSN 41 4260 je uvedeno v Tab. I. I: Chemické složení pružinové oceli 14 260 C Mn Si Cr Ni max Cu max P max S max 0,50 0,50 1,30 0,50 0,50 0,30 0,035 0,035 0,60 0,80 1,60 0,70 Zkušební tělesa pro orební zkoušky byla nařezána z pásové oceli na délku 77 mm a následovalo vyvrtání otvoru o průměru 10 mm. Každý vzorek se obrousil ze všech stran na rovinné brusce s minimálním úběrem materiálu. Pak se provedlo nanesení ochranné vrstvy KALSEN (SVÚM Praha) a tepelné zpracování v ochranné atmosféře (Tab. II). Získaná výsledná struktura je znázorněna na Obr. 1. Po tepelném zpracování byly vzorky opět obroušeny ze všech stran o 0,5 mm (odstranění oduhličené vrstvy) s drsností Ra = 0,4 μm. Na závěr se na vzorcích vyznačilo 24 měřicích bodů pro stanovení úbytku tloušťky (Obr. 2). Ke zkouškám na brusném plátně byla zhotovena tepelně zpracovaná zkušební tělíska o rozměrech 10 x 10 x 10 mm. II: Tepelné zpracování oceli 14 260 Tepelné zpracování Ohřev ( o C) Výdrž (min) Ochlazení Tvrdost HV žíhání na měkko dodáno z válcoven 190 žíhání normalizační 870 ± 20 40 vzduch 240 zušlechtění 850 ± 20 500 ± 20 30 40 olej vzduch kalení 850 ± 20 30 olej 629 Struktura ferit + globulární perlit ferit + lamelární perlit 399 sorbit martenzit + (zbyt. austenit)

Vliv tepelného zpracování na abrazivní opotřebení Žíháno na měkko Žíháno normalizačně Zušlechtěno Kaleno 1: Struktura tepelně zpracované oceli 14 260 400x 177

178 J. Votava, M. Černý, J. Filípek 0,32 MPa. Testované těleso je během zkoušky posunováno od středu ke kraji brusného plátna a částí svého povrchu neustále přichází do styku s čerstvým abrazivem. Po uplynutí dráhy v délce 50 m jsou vzorky očištěny a následným vážením na elektronických vahách je zjištěn hmotnostní úbytek s přesností 0,001 g. Jakmile délka dráhy dosáhne 250 m, je stávající brusné plátno nahrazeno plátnem novým. Kritériem odolnosti proti abrazivnímu opotřebení je poměr objemových úbytků etalonu z vyžíhané oceli 12 014 o tvrdosti HV = 100±5 a objemových úbytků vzorků zkoušených materiálů na třecí dráze 50 m. 2: Zkušební vzorek s kontrolními body Zkoušky abrazivního opotřebení Pro experimentální část byly zvoleny dvě metody abrazivního opotřebení: laboratorní zkouška na brusném plátně dle ČSN 01 5084 provozní orební zkouška. Laboratorní zkouška na brusném plátně Zkušební přístroj s brusným plátnem (Obr. 3) je tvořen rovnoměrně se otáčející vodorovnou kruhovou deskou, na kterou se upevňuje korundové brusné plátno o zrnitosti 120. Zkušební těleso o rozměrech 10 x 10 x 10 mm je drženo upínací hlavicí a tlačeno závažím k brusnému plátnu měrným tlakem Provozní zkoušky opotřebení Pro zkoušky byl použit šestiradličný polonesený pluh B 201 s hydraulickým jištěním orebních těles. Pluh pracoval v soustavě s traktorem Zetor 162 45. Orební souprava (Obr. 4) byla nasazena na pozemcích s abrazivní hlinitopísčitou půdou v zemědělském podniku Farma Nedvězí. Testováno bylo 24 zkušeních vzorků o rozměrech 75 x 38 x 5 mm. Byly vytvořeny čtyři série po šesti vzorcích tak, aby v každé sérii byly zastoupeny všechny způsoby tepelného zpracování (Tab. II). Před zahájením zkoušky byly všechny vzorky zváženy s přesností 0,001 g a pomocí upraveného posuvného měřidla se změřila jejich tloušťka v kontrolních bodech (přesnost 0,02 mm). Vzorky byly uchyceny šroubem M 10 x 30 k provrtané plužní čepeli (Obr. 5). Housenky navařené na plužní čepel zabraňovaly pootočení vzorku. Vlastní čepel se připevnila na slupici orebního tělesa pomocí šroubů se zapuštěnou kuželovou hlavou. 3: Zkouška abrazivního opotřebení na brusném plátně

Vliv tepelného zpracování na abrazivní opotřebení 4: Orební souprava 5: Plužní čepel se zkušebním vzorkem kaleno 179

180 J. Votava, M. Černý, J. Filípek 6: Relativní odolnost oceli proti abrazi na brusném plátně Úbytek hmotnosti a tloušťky opotřebením byl zjišťován vždy po 400 m zorané brázdy. Hmotnostní úbytky byly vypočteny pomocí vztahu: ΔG i = G 1 - G i, kde: ΔG i úbytek hmotnosti vzorku při i-tém měření G 1 hmotnost nového vzorku G i hmotnost vzorku při i-tém měření. Úbytky tloušťky vzorku byly určeny podle vztahu: Δh ij = h 1j - h ij, kde: Δh ij úbytek tloušťky vzorku při i-tém měření v j- -tém místě h 1j tloušťka nového vzorku v j-tém místě h ij tloušťka vzorku při i-tém měření v j-tém místě j = 1 24. Abychom zajistili stejné pracovní podmínky, byl po každém měření vzorek posunut o jedno orební těleso. Po zorání brázdy o délce 2400 m byl každý vzorek umístěn na každém orebním tělese. VÝSLEDKY Měření tvrdosti Naměřené hodnoty tvrdosti jsou závislé na druhu tepelného zpracování (Tab. II). Nejměkčí jsou původní vzorky žíhané na měkko se strukturou feritu a globulárního perlitu, které vykazují tvrdost 190 HV. Tepelným zpracováním se tvrdost podstatně zvýšila (normalizační žíhání 240 HV, zušlechtění 399 HV, kalení 629 HV). Tzn., že tvrdost kalených vzorků je 3,3krát větší než u vzorků žíhaných na měkko. Už na první pohled lze předpokládat, že kalený vzorek převážně s martenzitickou strukturou bude mít nejmenší abrazivní opotřebení. Opotřebení na brusném plátně Hmotnostní úbytky vzorků na brusném plátně na dráze 50 m jsou zřejmé z Tab. III. Relativní odolnost proti abrazivnímu opotřebení vzhledem k etalonu se zvyšuje v pořadí žíhaní na měkko, žíhaní normalizační, zušlechtění a kalení (Obr. 6).

Vliv tepelného zpracování na abrazivní opotřebení 181 III: Opotřebení na brusném plátně (mg) ČSN 01 5084 Číslo měření Etalon 12014.21 Ocel 14 260 Na měkko Normalizace Zušlechtěno Kaleno 1 204 189 179 163 110 2 252 213 204 171 123 3 254 220 182 168 122 4 228 208 200 167 119 5 235 224 185 170 126 Průměr 235 211 190 168 120 Pravděp. chyba 6 4 4 1 2 Opotřebení orební zkouškou Z Obr. 7 je zřejmé, že existuje přímá úměrnost mezi velikostí opotřebení a délkou zorané brázdy. Největší abrazivní opotřebení dosáhly vzorky žíhané na měkko. Na vzdálenosti 2400 m činí průměrné opotřebení 29,48 g, což představuje 29,1 % počáteční hmotnosti vzorku. Nejmenší abrazivní ztráty vykazují vzorky kalené 11,83 g (12,08 % z původní hmotnosti vzorku). Různým zatížením a třecí dráhou částic se zkoumaný povrch opotřebovává nerovnoměrně. U všech zkušebních vzorků bez ohledu na tepelné zpracování je největší opotřebení v dolní části. Z Obr. 8 je zřejmé, že po 2400 m orby je největší úbytek tloušťky u vzorků žíhaných na měkko, naopak nejmenší u zakalených. DISKUSE Experimentální část obou dílčích měření prokázala vliv tepelného zpracování na degradační proces abrazivního opotřebení. Výsledky provozních zkoušek potvrdily, že průměrné hmotnostní úbytky oceli posuzované t-testem (α = 0,05) mezi jednotlivými způsoby tepelného zpracování jsou statisticky významné. Pásy spolehlivosti střední hodnoty (Obr. 9) se částečně prolínají pouze u vzorků žíhaných. Odolnost proti opotřebení na brusném plátně (ČSN 01 5084) i při orební zkoušce do značné míry závisí na tvrdosti (Obr. 10). Nejedná se ovšem o přímou úměru (Obr. 11). Zatímco kalením se zvýšila tvrdost vzorku žíhaného na měkko 3,3krát, poměrná odolnost proti opotřebení při orební zkoušce vzrostla 2,5krát a na brusném plátně jen 1,8krát (Obr. 11). Vhodné tepelné zpracování je jedním ze základních požadavků na bezporuchovou funkci strojního zařízení. Vyvstává otázka, kterým směrem se orientovat při volbě správné struktury pro plužní čepele a jiné prvky pracující v půdě. U těchto součástí nelze klást jediný důraz na enormní tvrdost (z důvodu minimalizace abraze), ale je zapotřebí volit kompromis mezi tvrdostí a houževnatostí. Tyto dva aspekty musíme zohlednit především proto, že plužní čepel není vystavena pouze statickému namáhání, ale přistupuje zde řada dalších faktorů jako např.vibrace, rázy apod. Nejlépe abrazivnímu opotřebení odolává ocel kalená s velmi tvrdou martenzitickou strukturou (deskový, resp. jehlicový martenzit). Vliv na tuto strukturu má především fakt, že při prudkém ochlazení nastává pouze přeměna mřížky tuhého roztoku γ (austenit) v martenzit. Uhlík násilně uzavřený v mřížce železa α vyvolává vysoké vnitřní pnutí, což se projeví sice vysokou tvrdostí, ale dochází ke ztrátě houževnatosti, s čímž souvisí velké riziko vzniku štěpného porušení a následné fragmentace tělesa. Naopak materiály s vysokou houževnatostí, u kterých je volena feriticko-perlitická struktura, najdou své opodstatnění v kamenitých půdách, v níž hrozí vznik lomu a tudíž znehodnocení celé součásti. Feritická struktura (intersticiální tuhý roztok uhlíku v železe alfa) odolává abrazivnímu opotřebení velice málo z důvodu nedostatečné tvrdosti. Maximální rozpustnost uhlíku za eutektoidní teploty je pouze 0,018 %, proto při postupném ochlazování dochází k minimálnímu zbytkovému napětí, a tudíž výsledný stav součásti je vysoce houževnatý. Dostatečnou houževnatostí se ovšem vyznačuje i sorbitická struktura u vzorků zušlechtěných. Tato struktura s jemným cementitem v základní feritické hmotě by mohla být vhodným kompromisem při volbě tepelného zpracování. Její dostatečná tvrdost spolu s výbornou houževnatostí a malým středním průměrem zrna zaručují spolehlivé pracovní podmínky v půdním prostředí. U masivních součástí lze doporučit i kombinaci zušlechťování s povrchovým kalením.

7: Opotřebení zkušebních vzorků v provozních podmínkách 182 J. Votava, M. Černý, J. Filípek

Vliv tepelného zpracování na abrazivní opotřebení 8: Úbytky tloušťky tepelně zpracovaných vzorků po 2 400 m orby 9: Pásy spolehlivosti (95 %) střední hodnoty 183

184 J. Votava, M. Černý, J. Filípek 10: Relativní tvrdost a odolnost proti abrazivnímu opotřebení 11: Závislost poměrné odolnosti proti opotřebení φ na tvrdosti tepelně zpracované oceli Veškeré způsoby zpracování půdy se vyznačují společným faktorem, a to pohybem tělesa v půdě. A právě tento aspekt bude mít vždy za následek výrazné abrazivní opotřebení strojních součástí. SOUHRN Diskutované výsledky experimentálních prací jednoznačně potvrdily, že odolnost materiálu pracovního tělesa je funkcí převážně jeho tvrdosti. Tento závěr potvrzuje shoda výsledků z pracovního experimentu v půdě s výsledky provedenými na brusném plátně dle ČSN 01 5084. Tzn., že největší tvrdost a nejmenší opotřebení byly zjištěny u vzorku, který byl zakalen, zatímco u vzorku žíhaném na měkko je opotřebení v obou případech největší. Úbytky tloušťky jsou i z hlediska vizuálního pozorování kumulovány do spodní části vzorku, tj. místa, kde naráží volné částice půdního abraziva. Tímto dochází k významnému rýhování a tím i značnému úbytku materiálu. Předkládaná práce potvrzuje vliv strukturního složení oceli (v závislosti na jeho tepelném zpracování) na odolnost proti abrazi. Z uvedeného plyne mimořádná důležitost volby materiálu a jeho následné strukturní modifikace jako funkce hodnoty degradačního procesu v konkrétním půdním prostředí.

Vliv tepelného zpracování na abrazivní opotřebení 185 Rozhodnutí ovlivňuje nejen predikci životnosti součásti, ale i celého zařízení z hlediska ekonomického hodnocení jeho provozu. abrazivní opotřebení, orba, tepelné zpracování, ocel literatura Havlíček, J. a kol.: Provozní spolehlivost strojů. SZN Praha, 1989. 610 s., ISBN 80-209-0029-2. Neubauer, K. a kol.: Stroje pro rostlinnou výrobu. SZN Praha, 1987. 720 s., ISBN 80-209-0075-6. Blaškovič, P. Balla, J. Dzimko, M.: Tribológia. ALFA Bratislava, 1990. 360 s., ISBN 80-05-006330. Pluhař, J. a kol.: Nauka o materiálu. SNTL Praha, 1989. 522 s. Jech, J.: Tepelné zpracování oceli. SNTL Praha, 1977. 400 s. ČSN 01 5084: Stanovení odolnosti kovových materiálů proti opotřebení na brusném plátně. ČSN 01 5050: Opotřebení materiálu názvosloví. Adresa Ing. Jiří Votava, Doc. Ing. Michal Černý, CSc., Doc. Ing. Josef Filípek, CSc., Ústav techniky a automobilové dopravy, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika

186