Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast Autor Ročník 2. Obor CZ.1.07/1.5.00/34.0514 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Strojírenská technologie, vy_32_inovace_ma_22_17 Ing. Martin Sadílek Nástrojař, Obráběč kovů Datum 16. 01. 2013 Anotace Prezentace nové látky Povrchové kalení. Popuštění a zušlechťování Použité zdroje a odkazy: SAMSON00. commons.wikimedia.org [online]. [cit. 16.1.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:ferrit-perlit_500x.jpg METALLOS. cs.wikipedia.org [online]. [cit. 16.1.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:steel_035_water_quenched.png DORAZIL, Eduard a kol. Nauka o materiálu I. Brno: SNTL, 1986, ISBN 411-33681. DORAZIL, Eduard a kol. Nauka o materiálu II. Brno: Rektorát VUT Brno, 1987, ISBN 55-589-87. HLUCHÝ, Miroslav, Oldřich MODRÁČEK a Rudolf PAŇÁK. Strojírenská technologie 1-2. díl. 3., přeprac. vyd. Praha: Scientia s.r.o., 2002. ISBN 80-7183-265-0. http://www.zlinskedumy.cz

tvrdost [HRC] 7. Povrchové kalení Kalení povrchové vrstvy do hloubky 0,5 5 mm, v jádru součásti zůstává původní struktura (houževnatá) Průběh tvrdosti v zakalené vrstvě Postup povrchového kalení: 60 40 1. Rychlý ohřev na kalící teplotu (až 200 C nad A c3 ) 2. Krátká výdrž austenitizační teplota jen do potřebné hloubky 20 0 1 3 5 7 9 vzdálenost od povrchu [mm] 3. Ochlazení nadkritickou rychlostí 4. Popouštění

7.1 Oceli pro povrchové kalení Přímokalitelné oceli s obsahem 0,45 0,6 % C Nelegované oceli třídy 12 ( 12 040, 12 050, 12 060) Vybrané legované oceli s vyšším obsahem uhlíku Velmi vhodné jsou zušlechtěné oceli s výchozí jemnozrnnou strukturou Méně vhodné jsou oceli třídy 11 s nezaručenou spodní hranicí obsahu uhlíku

7.2 Povrchové kalení plamenem rychlý ohřev hořákem (kyslík-acetylen / 3200 C, kyslík-propan. / 2650 C) za hořákem okamžité ochlazování vodní sprchou metod vhodná pro rozměrnější jednoduché dílce hřídele, lišty, velká ozubená kola, železniční kola, vodící plochy loží obráběcích strojů levné zařízení s možností automatizace, vhodé i pro malosériovou a výrobu. Jednorázové kalení Postupné kalení Kompletní ohřev a následné ochlazení v lázni nebo sprchou, hořák a součást v klidu nebo Ohřev vzájemném i ochlazení pohybu probíhají postupně, rotační součásti se otáčejí pod kombinovaným hořákem, u rovinných koná hořák se sprchou přímočarý pohyb, v = 50 500 mm/min.

7.3 Povrchové kalení indukční součást umístěna v induktoru měděná trubka ve tvaru smyčky chlazená vodou povrch dílce je ohříván indukovanými vířivými proudy zdrojem střídavého proudu pro induktor je vf generátor s kmitočtem až 500 khz čím je větší frekvence proudu, tím je menší hloubka ohřevu minimum je kolem 1 mm přibližně platí že h = 500 / f kde h [m] je hloubka ohřívané vrstvy a f [Hz] je frekvence nastavená na generátoru protože musí mít induktor tvar přesně přizpůsobený součásti, je metoda vhodná především pro sériovou výrobu

8. Popouštění a zušlechťování Popouštění je tepelné zpracování, jehož cílem je snížit křehkost struktury oceli po martenzitickém kalení Postup popouštění: 1. Ohřev na teplotu popuštění ve vybraném pásmu pod A c1 2. Výdrž 1 2 hodiny (ale i více) 3. Ochlazení podle druhu oceli různě rychlé Druhy popouštění: Nízkoteplotní popuštění z teplot do 350 C (někdy také napouštění) Vysokoteplotní popouštění z teplot 350 700 C (v kombinaci s kalením se označuje jako zušlechťování)

8.1 Přeměny při popouštění popuštěný martenzit troostit sorbit 100 200 300 400 500 600 vylučování uhlíku z martenzitu za vzniku nestabilních karbidů (do 180 C) rozpad zbytkového austenitu na bainit sekundární tvrdost (180-300 C) přeměna nestabilních karbidů na cementit ve vysokopopuštěném martenzitu vzniká jemný perlit troostit (200-400 C) teplota popouštění [ C] zvětšování kulovitých částic cementitu ve feritické matrici jemnozrnný perlit sorbit (nad 400 C)

8.2 Nízkoteplotní popouštění Stabilizační popouštění (100 180 C): Nástroje, měřidla, ložiska Prodleva desítky hodin Nízké popuštění (120 250 C): Strojní součásti Prodleva 1-2 hodiny Střední popuštění (350 450 C): Pružiny

8.3 Zušlechťování Zušlechťování je tepelné zpracování, které kombinuje martenzitické kalení a vysokoteplotní popouštění. Cílem je zlepšit mechanické vlastnosti houževnatost a pevnostní charakteristiky Přeměny při zušlechťování kalení popouštění ferit perlit 20 50 C martenzit 450-650 C sorbit nad A c3 několik hodin výsledná struktura zušlechtěné oceli je sorbit jemný perlit tvořený feritem a kuličkovým cementitem

8.4 Oceli k zušlechťování Protože změna vlastností musí nastat v celém průřezu součásti, musí mít oceli k zušlechťování dostatečnou prokalitelnost. Nelegované oceli třídy 12 jen dílce menších průměrů Legované oceli třídy 13 a 14 středně namáhané součásti Legované oceli třídy 15 a 16 vysoce namáhané součásti Legující prvky příznivě ovlivňují vlastnosti ocelí Mn, Si, Cr (zvyšují prokalitelnost) Mo, W, V (omezují vznik vysokoteplotní křehkosti při popouštění)