ABSTRAKT TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍ SVOČ FST 2010 Lukáš Martinec, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, 306 14 Plzeň Česká republika Hlavní skupinu materiálů, pouţívanou pro výrobu nástrojů, tvoří tzv. nástrojové oceli. Pro různé typy nástrojů, a pro jejich odlišné provozní podmínky jsou poţadovány také různé vlastnosti těchto materiálů. Výběrem vhodného druhu oceli, a vhodného druhu tepelného zpracování se zajišťují poţadavky na tyto vlastnosti daných materiálů. Poţadavky kladené na vlastnosti nástrojových ocelí jsou především tvrdost, houţevnatost, odolnost proti popuštění, kalitelnost a prokalitelnost nebo stálost rozměrů za vysokých teplot. KLÍČOVÁ SLOVA Tepelné zpracování, rychlořezné oceli, karbidy, metalografie, ţíhání, kalení, popouštění ÚVOD Tato práce se soustřeďuje na samostatnou skupinu vysokolegovaných nástrojových ocelí na tzv. rychlořezné oceli. Tato skupina nástrojových materiálů je značně vyuţívána při výrobě nejrůznějších nástrojů. V teoretické části této práce je zpracován přehled nástrojových ocelí, jejich vlastností a postupů při jejich tepelném zpracování, coţ je důleţité pro pochopení problematiky tepelného zpracování rychlořezných ocelí. Praktická část projektu je zaměřena na zkoumání vlastností rychlořezných ocelí po tepelném zpracování. Zkoumány budou 4 druhy rychlořezných ocelí, za účelem porovnání výsledků experimentu se vzorky po správném tepelném zpracování, tak i za účelem vyhodnocení správnosti tepelného zpracování. U ocelí budou zkoumány jak vlastnosti mechanické, tak i vlastnosti zjišťované z metalografických výbrusů. Tyto poznatky budou uloţeny do materiálové databanky, která slouţí jak pro výukové účely, tak i pro praktické vyuţití. CHAREKTIRISTIKA RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍ Rychlořezné oceli jsou nástrojové oceli vysoce legované, a patří k ocelím ledeburitickým. Rychlořezné oceli si udrţují vysokou tvrdost i za zvýšených teplot (typicky 52HRC při 540 C, 48HRC při 595 C). Tak, jak naznačuje teplota jejich pouţití, jsou především pouţívané na řezné nástroje, kde se během obrábění generuje značné mnoţství tepla. U těchto ocelí je charakteristická tzv. červená tvrdost, coţ je schopnost vzdorovat měknutí, kdyţ je ocel rozţhavená do červena. Určitý obsah uhlíku a vysoký podíl legujících prvků zajišťuje v tepelně zpracovaných nástrojích dostatek speciálních karbidů. Pro rozpuštění těchto karbidů, je potřeba kalení z vysokých kalících teplot blíţících se bodu tání. Vyznačují se také vysokou prokalitelností, i na klidném vzduchu. Vlastnosti získané po tepelném zpracování jsou: - Velká odolnost proti popuštění - Vysoká tvrdost i za zvýšených teplot - Velká odolnost proti opotřebení - Přiměřená houţevnatost Od těchto vlastností se odvíjí velký výkon těchto ocelí, který zahrnuje řezivost a trvanlivost rychlořezných ocelí. Tváření a tepelné zpracování hutních výrobků[ 2,3] Převáţná část vyrobené oceli se dále zpracovává tvářením za tepla. Nejobvyklejšími hutními výrobky jsou tyčová ocel různých profilů nebo výkovky. Podle druhu oceli a charakteru výrobku se ingoty tvářejí válcováním nebo kováním. Tvářením se rozruší struktura vzniklá v průběhu tuhnutí oceli v kokile. Dochází k redistribuci segregátů a k odstranění některých vnitřních vad jako je porezita, popřípadě drobnější necelistvost. Oproti litému stavu se tedy tvářením zlepšuje homogenita chemického sloţení a kompaktnost oceli. Z hlediska anizotropie je výhodnější provádět tvarové výkovky (všestranně kované kotouče), neţ tyčové výkovky se strukturou upořádanou do hlavního směru tváření. Důleţitým ukazatelem pro získání optimální struktury tvářené oceli, je stupeň prokování zpravidla vyjadřovaný jako poměr průřezu slitku k průřezu výkovku nebo vývalku. Minimální stupeň prokování je závislý na druhu oceli. Rychlořezné
oceli mohou být tvářeny s redukcí průřezu 13:1, při jednom ohřevu materiálu. Vhodnou velikostí redukce průřezu docílíme optimálního rozrušení eutektických karbidických struktur (karbidického síťoví). Vlastnímu tváření předchází ohřev na tvářecí teplotu, která se odvozuje od teploty solidu. Reţim ohřevu a interval tvářecích teplot se odvíjí od dané oceli nebo skupiny ocelí. Ohřev se skládá z předehřevu a vlastního ohřevu na tvářecí teplotu. Interval tvářecích teplot je poměrně úzký a tak se často provádí v průběhu tváření příhřev materiálu. Typicky, tvářecí operace nástrojových ocelí začínají na teplotách 1090 1190 C, a teploty při dokončení se pohybují v rozmezí 995 1010 C. Po tváření je povrch výkovků značně poškozen (otlaky, necelistvost). Povrchová vrstva můţe být vlivem oxidace při ohřevu oduhličena. Proto je nutné počítat s přídavkem na opracování, jehoţ odstraněním docílíme optimálního stavu povrchu pro výrobu nástroje. Součástí výroby nástrojových ocelí (výkovků, vývalků) je tepelné zpracování. Nejčastěji se jedná o mezioperační ţíhání prováděné mezi jednotlivými operacemi tváření, nebo o ţíhání na závěr výrobního procesu jako konečná úprava. Mezioperační ţíhání se provádí u polotovarů pro odstranění vnitřního pnutí. Závěrečné tepelné zpracování oceli je důleţité pro její další zpracování. Na obrázku 1 je zachycena struktura polotovaru oceli ČSN 19830 po tváření, kde je patrná karbidická řádkovitost. Mikrostruktura oceli, vyrobené pomocí práškové metalurgie, je zachycena na obrázku 2. Jedná se o rychlořeznou ocel s jakostí CPMREX 76. V tomto případě je zde patrné rovnoměrné rozloţení jemných karbidů. Obr. 1: Karbidy v oceli ČSN 19830 [5] Obr. 2: Přášková metal. ocel 19830 [5] KARBIDICKÉ FÁZE V RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍCH [1,4] Uhlík, vţdy přítomný ve všech druzích ocelí, působí na vlastnosti svou přítomností v tuhých roztocích α a γ, kde s rostoucím obsahem zvyšuje pevnost i tvrdost, ale sniţuje houţevnatost. Mimo těchto vlivů, uhlík vytváří karbidické fáze s některými slitinovými prvky převáţně s Cr, W, V, Ti. Tyto karbidy zajišťují odolnost proti popuštění, odolnost proti otěru a řezné vlastnosti. V rovnováţném stavu za normálních teplot jsou karbidické fáze přítomny, téměř ve všech ocelích, neboť rozpustnost uhlíku se ţelezem je niţší, neţ mnoţství uhlíku obsaţené v ocelích. U uhlíkových ocelí je karbidická fáze zastoupena cementitem Fe 3 C. U slitinových ocelí jsou ve struktuře přítomny také jiné karbidické fáze. Pevnostní vlastnosti slitinové oceli, při normální teplotě, daném chemickém sloţení a vlastnostech základní kovové hmoty, více ovlivňuje způsob rozloţení karbidické fáze neţ její sloţení. Čím jsou karbidy hrubší, tím menší je jejich vliv na zvýšení pevnosti. Karbidická fáze, která je vyloučena ve tvaru malých lamelek zvyšuje pevnost a sniţuje tvárnost více neţ karbidické fáze kulového tvaru. Karbidy vyloučené po hranicích zrn zvětšují náchylnost ke křehkosti oceli. Karbidy různých přísadových prvků jsou, stejně jako cementit, velmi tvrdé a křehké. Vliv jednotlivých druhů karbidů, se tedy výrazně neprojevuje na základní mechanické vlastnosti. Následkem odlišného chemického sloţení jsou však značně ovlivněny některé zvláštní vlastnosti jako jsou například odolnost proti opotřebení, řezivost za vysokých teplot. TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍ [1,2,4,6,7] Tepelným zpracováním se rozumí záměrné vyuţívání fázových a strukturních přeměn v tuhém stavu, kterým dochází ke změně struktury a tím k získání poţadovaných vlastností výrobku nebo polotovaru. Příčinou fázových přeměn je polymorfie slitin ţeleza. Průběh fázových přeměn, a vlastnosti nově vzniklých fází, závisejí u dané slitiny především na
rychlosti ohřevu a na rychlosti ochlazování, ale také na teplotě a době prodlevy v izotermické etapě zpracování. Tepelné zpracování se tedy skládá z ohřevu na určitou teplotu, výdrţe na této teplotě, a z ochlazování určitou rychlostí. Polotovary pro výrobu nástrojů jsou obvykle dodávány ve stavu ţíhaném na měkko. Konečné vlastnosti nástroje jsou získány vhodně zvoleným postupem a kombinací tepelného zpracování. Tepelné zpracování rychlořezných ocelí má své specifické znaky, jako je vysoká kalící teplota (pro dostatečné rozpuštění karbidů vzniklých metalurgií). Dalším typickým rysem jsou prodlevy při ohřevu na kalící teplotu (pro rozpuštění karbidů a pro zamezení pnutí mezi povrchem a jádrem nástroje). Rychlořezné oceli jsou také výrazně citlivé na přehřátí. Po kalení rychlořezných ocelí vţdy následuje popouštění (obvykle vícenásobné). Postup základního tepelného zpracování nástrojů z rychlořezné oceli je znázorněn na obrázku 3 (I/1 hrubování, I/2 ţíhání ke sníţení pnutí, I/3 opracování na čisto, II/1 ohřev s předehřevem, II/2 prodleva na kalící teplotě, II/3a kalení v oleji nebo na vzduchu, II/3b kalení v solné lázni, III/1 aţ 4 trojnásobné aţ čtyřnásobné popouštění, III/5 broušení načisto). Žíhání Obr. 3: Tepelné zpracování rychlořezné oceli [6] Obr. 4: Postup ţíhání na měkko rychlořezné oceli Ţíháním nazýváme postup při tepelném zpracování, při kterém se výrobky ohřívají na určitou teplotu, následuje dlouhá výdrţ a poté, zpravidla pomalé ochlazování. Cílem ţíhání je tedy dosaţení určité úrovně rovnováţného stavu (stabilní struktury). Žíhání na měkko Jedná se o ţíhání bez překrystalizace, a cílem je převedení lamelárního perlitu na perlit globulární tj. základní feritickou hmotu s globulemi karbidů. U ocelí tím dochází ke sníţení tvrdosti a tím ke zlepšení následné obrobitelnosti a tvařitelnosti za studena. Také je přínosné dosaţení větší homogenizace struktury, coţ je vhodné pro následující kalení. Postup pří ţíhání na měkko obvykle sestává z ohřevu na teplotu těsně pod teplotou přeměny (A c1 ), výdrţe na této teplotě a z řízeného ochlazování obvykle v peci. U ocelí s vyšším obsahem slitinových prvků, které sniţují rychlost difúze uhlíku ve feritu nebo stabilizují cementit, je potřebné prodlouţit dobu ţíhání aţ na desítky hodin. Je-li výchozí strukturou lamelární perlit, obsahuje-li ocel větší mnoţství slitinových prvků je rychlost sferoidizace cementitických lamel příliš malá. V tom případě se volí teploty ţíhání mírně nad teplotou přeměny (A c1 ). Čím má ocel více uhlíku a čím více je legována tím déle se karbidy rozpouštějí a proto bývá ţíhací teplota vyšší. Průběh ţíhání lze poněkud urychlit kolísáním ţíhací teploty kolem teploty přeměny (A c1 ). Na obrázku 4 je znázorněn postup při ţíhání na měkko rychlořezných ocelí. Kalení Účelem kalení je zvýšení tvrdosti oceli vytvořením částečně nebo zcela nerovnováţné struktury. Princip kalení spočívá v ohřevu na kalící teplotu, výdrţi na této teplotě a v ochlazení větší rychlostí neţ kritickou. Kalící teplota je u rychlořezných ocelí poměrně vysoká, a to kvůli vysoce stabilním karbidům které se v rychlořezných ocelích hojně vyskytují. Kalící teplota musí být tak vysoká, aby došlo k rozpuštění dostatečného mnoţství karbidů, a tím obohacení austenitu uhlíkem a dalšími prvky. Základní strukturou kalených ocelí je tedy struktura martenzitická nebo bainitická. Předměty a nástroje z rychlořezných ocelí je důleţité ohřívat, na kalící teplotu, pozvolně a rovnoměrně. Vysocelegované oceli, tedy i oceli rychlořezné, se vyznačují horší tepelnou vodivostí, a jsou citlivé na prudký ohřev. Proto se volí několikastupňový ohřev pro dokonalé vyrovnání teplot mezi povrchem a jádrem. Tím se zabrání vzniku
tvarových deformací a trhlin při ohřevu. Pro rychlořezné oceli, nejčastěji kalené v solné lázni, jsou pro stupňe ohřevu doporučeny teploty 500 550 C a 850 900 C. Délka prodlevy se volí 0,5 minuty na 1mm tloušťky při teplotách předehřevu do 650 C a 1 minuta na 1mm tloušťky při teplotách předehřevu nad 850 C. Vzhledem k tomu ţe rychlořezné oceli obsahují velké mnoţství karbidotvorných prvků, jejich austenitizace probíhá při relativně vysokých teplotách, které se pohybují aţ do teplot 1280 C. Tím se docílí rozpuštění některých typů karbidů, a dochází tak k nalegování základní hmoty uhlíkem a karbidotvornými prvky. Po dosaţení kalící teploty nezbytně následuje prodleva na této teplotě. Vzhledem k vysokým kalícím teplotám, je u rychlořezných ocelí prodleva poměrně krátká (80 150 sec.). Není vhodné volit horní hranici kalících teplot, ani dlouhou prodlevu na kalící teplotě, neboť to vede k růstu austenitického zrna a tím ke sníţení houţevnatosti zákalné struktury. Jedním z cílů bakalářské práce je sledování růstu austenitického zrna v závislosti na kalící teplotě a prodlevě na této teplotě. Zvyšováním kalící teploty (do horní hranice) způsobuje rozpuštění více karbidů, a tím dochází k následnému zvýšení sekundární tvrdosti. Ocel ale obsahuje velké mnoţství zbytkového austenitu, a proto má bezprostředně po kalení tvrdost niţší. Kalení termální Tento způsob kalení odděluje tepelná a strukturní pnutí, a tím zmenšuje jejich společný účinek. Kalení sestává z martenzitického kalení s ochlazovací rychlostí větší neţ kritickou v teplé lázni o teplotě nad Ms, z výdrţe do vyrovnání teplot v celém průřezu předmětu aniţ by nastala přeměna na bainit a z následného ochlazení na teplotu okolí obvykle na vzduchu. Termální kalení se obvykle pouţívá u ocelí, které obsahují větší obsah slitinových prvků. S výhodou se pro tento způsob kalení vyuţívá solných lázní pro jejich vysokou chlazovací schopnost. Průběh termálního kalení je znázorněn na obrázku 5. [6,7] Obr. 5: Kalení termální /teplota středu (s), povrchu (p)/ [6] Popouštění Popouštěním rychlořezných ocelí se získávají konečné vlastnosti kaleného nástroje, poněvadţ nástroje po kalení jsou křehké a náchylné k praskání. Proto je popouštění bezpodmínečně nutné. Popouštění zajišťuje strukturní změny u ocelí s martenzitickou nebo bainitickou strukturou. Cílem popouštění je přiblíţit se rovnováţnému stavu struktury. Popouštění je tedy ohřev kaleného předmětu na teplotu pod A 1, výdrţ na této teplotě a ochlazení na teplotu okolí vhodným způsobem. Fázové přeměny, ke kterým dochází, se týkají nejen základních fází (martenzitu a zbytkového austenitu), ale i minoritních fází (karbidů, karbonitridů aj.), které buď jiţ existují v zákalném stavu, nebo vznikají během popouštění. Při popouštění kalené oceli se obvykle rozlišují čtyři stádia popouštění. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST Účelem této bakalářské práce je zjištění vlivu výše kalící teploty a délky výdrţe na této teplotě na stav mikrostruktury vybraných rychlořezných ocelí a tím i na jejich vlastnosti. Důleţité je zejména vyhodnocení velikosti původního austenitického zrna po různých reţimech tepelného zpracování. Na tepelně zpracovaných vzorcích bylo provedeno: měření tvrdosti měření velikosti původního austenitického zrna metalografický rozbor s pouţitím světelné mikroskopie
Experimentální materiál Pro provedení experimentální části této práce byli vybrány čtyři druhy rychlořezných ocelí a to: ocel 19802 ocel wolframová ocel 19830 ocel wolfram-molybdenová ocel 19856 ocel kobaltová ocel 19861 ocel kobaltová Experimentální program tepelného zpracování Experimentální materiál (vzorky) byl dodán jiţ ve stavu po tepelném zpracování, a to společností PILSEN TOOLS. Vzorky byly dodány v kaleném stavu a to ze tří různých kalících teplot. Pro tepelné zpracování těchto vzorků byla pouţita solná lázeň. Pro první předehřívací stupeň byla pouţita elektrická komorová pec. U vybraných ocelí byl jeden vzorek tepelně zpracován (kalen) ve vakuové peci. Pouţita byla vakuová pec Aichelin, která umoţňuje volbu dvou ochlazovacích prostředí (dusík nebo olej). V tomto případě byl jako ochlazovací médium pouţit dusík o tlaku 2 bary. Schéma celého průběhu kalení pomocí solných lázní je znázorněno na obrázku 6. Obrázek 7 pak znázorňuje schéma průběhu kalení ve vakuové peci. Výše teplot předehřívacích stupňů a délky prodlev na nich jsou voleny podle údajů z kapitoly Kalení. Také výše teploty solné lázně pro ochlazení, a příslušná prodleva je volena s ohledem na údaje v kapitole Kalení. Kalící teploty (v případě solných lázní) byly zvoleny na 1180 C, 1230 C a 1280 C. Cílem je tedy posouzení vlivu výše kalící teploty na velikost zrna, a na tzv. přehřátí oceli. Výše teplot byly zvoleny tak aby byly zachyceny jak vhodné tak i nevhodné způsoby kalení. Pro některé typy ocelí je teplota 1280 C dostatečně vysoká pro tzv. přehřátí oceli, pro některé jiţ tak dostatečná není, ale teplota 1280 C je maximální dosaţitelná teplota na pouţitém kalícím zařízení. Postup kalení se také lišil v prodlevách na kalící teplotě. Zvoleny byly tři doby výdrţe na kalící teplotě, a to 1, 3 a 9 minut (v případě solných lázní). Parametry tepelného zpracování (kalení) s příslušným označením vzorku je uvedeno v tabulce 1. Tabulka 2 uvádí reţimy kalení pro vzorky kalené ve vakuové peci. Pro kalení vzorků ve vakuové peci byly zvoleny vhodné (správné) kalící teploty a prodlevy na nich. Pro výzkum bylo tedy dodáno 9 (10 při kalení ve vakuové peci) vzorků kaţdé oceli s různými parametry tepelného zpracování. Cílem je tedy také stanovit vhodnou dobu výdrţe na kalící teplotě pro danou ocel, a zhodnotit důsledky nevhodně zvoleného času výdrţe. Tab. 1: Parametry kalení označení vzorků Tab. 2: Parametry kalení vakuová pec Obr. 6: Průběh kalení solné lázně Obr. 7: Průběh kalení vakuová pec
Měřené vlastnosti a použité metody Změna struktury, která nastává díky tepelnému zpracování, se projeví změnou mechanických vlastností. Sledována bude tedy tvrdost. Změna tvrdosti v závislosti na výši kalící teploty a na výdrţi na této teplotě bude vyhodnocována pomocí metody měření tvrdosti podle Vickerse. Metoda byla zvolena kvůli její jednoduchosti a přesnosti. Dalším cílem je také vytvoření série snímků, zachycující vliv správnosti volby parametrů tepelného zpracování (kalení). Pro vytvoření snímků mikrostruktury tepelně zpracovaných vzorků bude pouţita světelná mikroskopie. Stanovena bude také velikost původního austenitického zrna, která vypovídá o správné volbě parametrů tepelného zpracování. Ocel 19802 Obr.8: Číslo vel. zrna v závislosti na kal. teplotě oceli 19802 Obr.9: Tvrdost v závislosti na kalící teplotě oceli 19802 Ocel 19830 Obr.10: Číslo vel. zrna v závislosti na kal. teplotě oceli 19830 Obr.11: Tvrdost v závislosti na kalící teplotě oceli 19830 Ocel 19856 Obr.12: Číslo vel. zrna v závislosti na kal. teplotě oceli 19856 Obr.13: Tvrdost v závislosti na kalící teplotě oceli 19856
Ocel 19861 Obr.14: Číslo vel. zrna v závislosti na kal. teplotě oceli 19861 Obr.15: Tvrdost v závislosti na kalící teplotě oceli 19861 Metalografické pozorování Mezi základní metody zkoumání vlastností a technologie zpracování kovů a jejich slitin patří hodnocení jejich mikrostruktury neboli metalografický rozbor. Metalografie je tedy nauka o vnitřní stavbě kovů, jejich slitin nebo směsí. Vlastnosti materiálu jsou dány jeho vnitřní stavbou (strukturou) a chemickým sloţením. Chceme-li měnit vlastnosti, musíme změnit strukturu, popř. i chemické sloţení pomocí tepelného, tepelně mechanického nebo chemicko tepelného zpracování. Metalografické studium zpravidla začíná světelnou mikroskopií a podle jejích výsledků jsou voleny další metody vhodné pro řešení daného problému. Příprava vzorků pro metalografické pozorování je poměrně náročná. Skládá se z odběru vzorku, jeho broušení, leštění a vyvolání mikrostruktury leptáním. Metalografický rozbor byl prováděn v laboratořích pro zpracování vzorků na katedře materiálu a strojírenské metalurgie (KMM) fakulty strojní ZČU v Plzni. Pro přípravu vzorků byly pouţity metody a pomůcky popsané v kapitole bakalářské práce Mikrostruktura. Pro vyvolání mikrostruktury bylo ve všech případech pouţito leptadlo Nital 3% (3 ml kyseliny dusičné v 97 ml etanolu). Vlastní pozorování mikrostruktury jednotlivých vzorku se provádělo na světelném mikroskopu Carl Zeiss Axio Observer Z1m, především při zvětšení 500x. Zvětšení 500x je dostatečné pro pozorování zákalných struktur, případně vyskytující se anomálie. Na obrázku 16 je zachycena struktura vzorku oceli 19861 kaleného ve vakuové peci při parametrech kalení 1220 C/30min. Je zde značný rozdíl mezi strukturou tohoto vzorku kaleného ve vakuové peci, a mezi strukturou vzorku kaleného v solných lázních. Je to dáno rozdílným způsobem ochlazování. Na vzorku kaleném ve vakuové peci není rozpoznatelná martenzitická struktura. Naměřeno zde bylo číslo velikosti zrna G11 (přijatelná hodnota). Můţeme si všimnout velkých nerozpuštěných karbidů. Na obrázku 17 je zachycena struktura vzorku kaleného v solných lázních z teploty 1180 C při době výdrţe tři minuty na této teplotě. Je zde patrné velké mnoţství velkých nerozpuštěných karbidů (vysoce legovaná ocel). Nachází se zde velké mnoţství různých typů karbidů (viz. jejich velikost). Naměřeno zde bylo opět číslo velikosti zrna G11 (přijatelná hodnota). Martenzitická struktura je zde téměř nerozpoznatelná, ale viz tvrdost HV je zřejmé, ţe se jedná o martenzitickou strukturu. Obrázek 18 zachycuje strukturu vzorku kaleného v solných lázních z teploty 1280 C při třech minutách výdrţe na této teplotě. Zjištěna zde byla poměrně hrubozrnná struktura reprezentovaná číslem velikosti zrna G8 (neakceptovatelná hodnota). Ve struktuře se nevyskytují ţádné karbidy, neboť jsou zcela rozpuštěny v základní hmotě. Po hranicích zrn se vyskytují rozsáhlé oblasti transformovaného ledeburitu.
Poslední snímek /obr. 19/ zachycuje strukturu vzorku kaleného v solných lázních z teploty 1280 C při výdrţi na této teplotě devět minut. Naměřena zde byla enormní velikost zrna vyjádřená číslem velikosti zrna G7 (neakceptovatelná hodnota). Opět se zde nevyskytují ţádné karbidy, neboť jsou zcela rozpuštěny v základní hmotě. Také se po hranicích zrn vyskytují rozsáhlé oblasti transformovaného ledeburitu. Obr. 16: Vakuová pec - 1220 C/30min., 814 HV 60, G11, Nital 3%/18s Obr. 17: Solné lázně - 1180 C/3min., 795 HV 60, G11, Nital 3%/18s
Obr. 18: Solné lázně - 1280 C/3min., 778 HV 60, G8, Nital 3%/18s Obr. 19: Solné lázně - 1280 C/9min., 811 HV 60, G7, Nital 3%/18s ZÁVĚR Výsledkem bakalářské práce je hodnocení vlastností a mikrostruktur jednotlivých vzorků u dané oceli. Z jednotlivých měření vyplívá, ţe na správný postup tepelného zpracování (kalení) rychlořezných ocelí závisí nejen na správné kalící teplotě, ale také na času výdrţe na této teplotě. Pro relativně malé nástroje (malý průřez) je časový interval velmi úzký, a překročení tohoto intervalu vede k nepřípustným změnám (praskání nástrojů, nepřijatelná velikost zrna, tvorba transformovaného ledeburitu ). Z bakalářské práce vyplívá, ţe i při správné kalící teplotě a nevhodně zvoleném času výdrţe na této teplotě vede k těmto nepříznivým změnám. Z práce je zřejmé, ţe některé oceli jsou více náchylné na tzv. přehřátí neţ jiné. U těchto ocelí má nepatrné přesáhnutí správné kalící teploty nepříznivý vliv na strukturu a vlastnosti oceli (tvorba ledeburitu, hrubnutí původního austenitického zrna). Vysoká kalící teplota, které se vyuţívá při kalení rychlořezných ocelí pro dostatečné rozpuštění karbidů (nalegování základní hmoty) musí být přesně dodrţena (úzký interval teplot), neboť její přesáhnutí má za následek hrubnutí původního austenitického zrna. Naopak nízká kalící teplota má za následek nedostatečné rozpuštění karbidů. Následné sekundární vytvrzování pak není provedeno správně. Na rozpouštění karbidů a na hrubnutí zrna má také značný vliv prodleva na kalící teplotě. Proti sobě jsou zde dva faktory a to hrubnutí původního austenitického zrna. Na správné provedení tepelného zpracování má také značný vliv stav dodaného polotovaru, zejména stupeň protváření polotovaru. Vhodným protvářením polotovaru se dociluje rozrušením karbidického síťoví, coţ je příznivé pro rozpouštění primárních karbidů při kalení. Také je zde moţnost vyuţití postupů výroby pomocí práškové metalurgie coţ je popsáno v předchozí kapitole tváření a Tepelné zpracování hutních výrobků. Hodnocení pro jednotlivé vybrané oceli, a vyhodnocení výsledků je kompletně uvedeno v bakalářské práci. PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucímu bakalářské práce Doc.Dr.Ing. Antonínu Kříţovi a konzultantovi Ing. Jiřímu Hájkovi, Ph.D. za rady, čas a za odbornou pomoc, kterou mi ochotně poskytli v průběhu řešení bakalářské práce. LITERATURA [1] PŘIBIL, E. a kol., Nástrojové oceli POLDI a jejich použití - I. díl. Praha: SNTL, 1986 [2] KŘÍŢ, A., Nástrojové oceli.pdf. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni [3] Roberts,G.,Krauss,G.,Kennedy,R. : TOOL STEELS. USA: Library of Congress Cataloging-inPublication Data, 1997. [4] DUŠEK, M., Vliv ochlazovací rychlosti na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti rychlořezných ocelí. Plzeň: Západočeská univerzita, 2009 [5] KESL, M., Konstruktérské okénko.pdf. Praha, 2009 [6] KRAUS, V., Tepelné zpracování a slinování. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2000 [7] KŘÍŢ, A., Tepelné zpracování.pdf. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni