ei ületa 330...350HB.Terase tugevuse,kõvaduse,elastsuse tõstmise üks viis on karastamine. Karastamine - termilise töötlemise viis, mille tulemusena saadakse ebastabiilne martensiitstruktuur. Karastamise tehnoloogiline protsess: 1. Terase kuumutamine üle faasimuutuste temperatuuri. 2. Seisustamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detailis antud temperatuurile vastava struktuuri tekkimine. 3. Jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemisproduktide (F+T) tekkimist. Praktikas kasutatakse põhiliselt kolme noolutusviisi: 1. Madalnoolutus - viiakse läbi temperatuuril 170...250 °C ja peamiselt tööriistateraste termotöötlemise lõppoperatsiooniks. Tekkiv struktuur - noolutusmartensiit on väga kõva ja võrreldes karastusega plastsem 2. Kesknoolutus - viiakse läbi temperatuuril 300...400 °C. Sel puhul
struktuur. Karastamise puhul sõltub optimaalne kuumutuspiirkond terase süsinikusisalduse järgi. Karastamise protsess koosneb kolmest erinevast etapist: 1) Austenisatsioon terase kuumutamine üle faasimuutuse temperatuuri; 2) Terase seisutamine samal temperatuuril, et kogu detail omistaks antud temperatuuril vastava struktuuri; 3) Jahutamine seda tehakse kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemisproduktide tekkimist. Karastamisprotsessi kasutatakse terase tugevuse ja kõvaduse (konstruktsiooniterased) või kulumiskindluse ja kõvaduse (tööriistaterased) tõstmiseks. Noolutamine karastamisele järgnev kuumutus allpool faasipiiri A ; temperatuuri valmisel c1
ebastabiilne struktuur. Karastamise puhul sõltub optimaalne kuumutuspiirkond terase süsinikusisalduse järgi. Karastamise protsess koosneb kolmest erinevast etapist: a) Austenisatsioon- terase kuumutamine üle faasimuutuse temperatuuri; b) Terase seisutamine samal temperatuuril, et kogu detail omistaks antud temperatuuril vastava struktuuri; c) Jahutamine- seda tehakse kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemisproduktide tekkimist. Karastamisprotsessi kasutatakse terase tugevuse ja kõvaduse (konstruktsiooniterased) või kulumiskindluse ja kõvaduse (tööriistaterased) tõstmiseks. 2. Noolutmine - karastamisele järgnev kuumutus allpool faasipiiri Ac1; temperatuuri valimisel lähtutakse soovitud kõvadusest/sitkusest. Materjali hoitakse allpool
13. Terase termotöötluse põhimoodused : karastamine, noolutamine, lõõmutus, normaliseerimine Lõõmutus terast kuumutatakse üle faasimuutuste temperatuuride Ac1 voi Ac3 järgneva aeglase jahutamisega. · Normaliseerimine- terast kuumutatakse üle faasipiiri Ac3, seisutatakse sellel temperatuuril ja jahutatakse siis õhus. · Karastus- terast kuumutatakse üle faasipiiride Ac1 voi Ac3, seisutatakse sellel temperatuuril ja jahutatakse kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem. Noolutus- terast kuumutatakse temperatuurideni alates 200 °C, seisutatakse sellel temperatuuril ja jahutatakse.
Karastamiseks nimetatakse termotöötlusviisi, mille tulemusena saadakse ebastabiilne struktuur. Karastamise puhul sõltub optimaalne kuumutuspiirkond terase süsinikusisalduse järgi. Karastamise protsess koosneb kolmest erinevast etapist: a) Austenisatsioon- terase kuumutamine üle faasimuutuse temperatuuri; b) Terase seisutamine samal temperatuuril, et kogu detail omistaks antud temperatuuril vastava struktuuri; c) Jahutamine- seda tehakse kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemisproduktide tekkimist. Karastamisprotsessi kasutatakse terase tugevuse ja kõvaduse (konstruktsiooniterased) või kulumiskindluse ja kõvaduse 3 (tööriistaterased) tõstmiseks. (Kulu et al., 2010) Noolutamine on karastamisele järgnev kuumutus allpool faasipiiri Ac1; temperatuuri
Karastamisel kõvadus, tugevus ja kulumiskindlus suurenevad ning sitkus väheneb. Lisaks tekivad materjalis sisepinged. Karastamise protsessi juures on kolm põhilist faasi: Austenisatsioon - terase kuumutamine üle faasimuutuse temperatuuri; Terase seisutamine – ehk kaua on keha ahjus; teostatakse samal temperatuuril kui austenisatsioon, et kogu detail omistaks antud temperatuurile vastava struktuuri; Jahutamine - seda tehakse kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemisproduktide tekkimist. TÖÖ EESMÄRK Töö eesmärk oli tutvuta terase termotöötlusega ja erinevate karastamiskeskkondadega ning saada aru karastamise vajalikkusest, selle käigus tekkivatest protsessidest ning nende mõjust materjali omadustele. Karastustemperatuuri teooria Süsinikteraste karastustemperatuuri valikul on aluseks Fe ja Fe3C faasi-diagrammi teraste osa
Töö eesmärk: - Tutvuda terase termotöötlemise tehnoloogiaga; - Selgitada välja terase süsinikusisalduse, jahutuskiiruse ja karastamisele järgneva noolutustemperatuuri mõju terase kõvadusele. Terase termotöötluse põhiviisid: Karastamine kuumutamine üle faasipiiri Ac1 või Ac3 (Acm) (vastavalt poolkarastus ja täiskarastus)-> seisutamine sellel temperatuuril-> kiire jahutamine (soolalahuses, vees, õlis) kiirusel, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem. Saadakse ebastabiilne struktuur. Enamasti saadakse lõpptulemusena martensiitstruktuur, mis on suure kõvaduse ja tekkinud sisepingete tõttu habras. Noolutamine karastamisele järgnev kuumutus allpool faasipiiriAc1; temperatuuri valimisel lähtutakse soovitud kõvadusest/sitkusest. Martensiit laguneb ferriidi ja tsementiidi seguks ning austeniit kaob. Suureneb terase sitkus, kuid kõvadus ja tugevus vähenevad. Toimub ka
jahutamises (tavaliselt õhus). Noolutus tõstab märgatavalt terase sitkust. [1] 1.2 Kuumutusviiside kirjeldus ja kuumutamise kestuse valik Karastamise tehnoloogiline protsess koosneb järgmistest etappidest: a) austenisatsioon terase kuumutamine üle faasimuutuse temperatuuri (üle Ac1 või Ac3); b) seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detailis antud temperatuurile vastava struktuuri tekkimine; c) jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemisproduktide (F ja T) tekkimist. [2] Kuumutuskestus oleneb mitmest mõjurist nagu kuumutusviis (elektriahi, soolavann, pliivann) ning ristlõike kujust, läbimõõdust ja paksusest. 1.3 Kuumutustemperatuuri sõltuvus süsinikusisaldusest Süsinikteraste karastustemperatuuri valikul on aluseks Fe-Fe 3C faasidiagrammi teraste osa. Selle järgi võetakse alaeutektoidteraste (0,2-0,8% C) karastustemperatuur 30-50 oC üle
5.3) veidi väiksema jahtumiskiiruse korral saadakse karastamisel beiniit, mis on väga peen ferriidi-tsementiidi segu ja ei nõua järgnevat noolutust. Karastamise tehnoloogiline protsess koosneb järgmistest etappidest: 1) austenisatsioon – terase kuumutamine üle faasimuutuse temperatuuri (üle Ac1 või Ac3); 2) seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detailis antud temperatuurile vastava struktuuri tekkimine; 3) jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest (vkr; vaata joonis 5.3) suurem, et vältida austeniidi lagunemisproduktide (F ja T) tekkimist. Joonisel 5.1 on toodud süsinikteraste optimaalsed karastustemperatuurid (viirutatud ala), mis valitakse alaeutektoidteraste puhul 30…50 oC üle Ac3 (täiskarastus) ja üleeutektoidteraste puhul 30…50 oC üle Ac1 (poolkarastus). Jahutus valitakse niisugune, mis kindlustab terasele vajaliku struktuuri ja soovitavad omadused
ebastabiilne martensiitstruktuur.Terase tavakarastamine eeldab järgmisi etappe: · terase kuumutamine üle faasipiiride Ac1 (poolkarastus) või Ac3 (täiskarastus), et tagada lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke · seisutamine sellel temperatuuril, et kogu detaili ulatuses oleks antud temperatuurile vastav homogeenne struktuur · jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemist (ferriidi ja tsementiidi) teket Süsinikteraste karastustemperatuuri valikul on aluseks Fe-Fe3C faasidiagrammi teraste osa (vt. joonis 3). Joonis 12. Teraste karastustemperatuur (allikas: Hendre, E. jt. Materjalitehnika) Selle järgi valitakse väikese süsiniku sisaldusega (0,3...0,8% C) teraste karastustemperatuur 30...50 °C
4. Kuidas karastatakse teraseid (Tp, valik koos p6hjendusega)? Liigid: tava- (kuumutamine kogu detaili ulatuses) ja pindkarastus, laus- (jahutamine kogu detaili ulatuses) ja kohtkarastus Tavakarastus: · Terase kuumutamine üle faasipiiride Ac1 või Ac3, et tagada austeniidi teke · seisustamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke · jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi laguproduktide (F ja T) teket Karastustemperatuuri valik tehakse sõltuvalt süsinikusisaldusest: · alaeutektoidterastel (C<0,8%) üle faasipiiri Ac3 (täiskarastus) - kui kuumutaks üle Ac1 aga alla Ac3, siis säiliks struktuuris kõrvuti martensiidiga ka ferriit, mis vähendab terase kõvadust pärast karastust ja halvendab mehaanilisei omadusi pärast noolutamist
suur (kuni 65HRC). H-termotöötlus, R-Rocwelli meetod, C-skaala järgi- erinevad jõu skaaladel Terase tavakarastamine eeldab järgmisi etappe: 1. terase kuumutamine üle faasipiiride Ac1 (poolkarastus) või Ac3 (täiskarastus), et tagada lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke; 2. seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke; 3. jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemist (ferriidi ja tsementiidi teket). Karastustemperatuur. Süsinikteraste karastustemperatuuri valikul on aluseks Fe-Fe3C faasidiagrammi teraste osa . Selle järgi võetakse alaeutektoidteraste (0,2...0,8% C) karastustemperatuur 30...50 °C üle faasipiiri Ac3 (s.o. täiskarastus), üleeutektoidterastel (C > 0,8%) 30...50 oC üle Ac1 (s.o. poolkarastus).
(mittetasakaaluline) martensiitstruktuur, mille kõvadus on suur (kuni 65HRC). Terase tavakarastamine eeldab järgmisi etappe: 14 1) terase kuumutamine üle faasipiiride Ac1 (pool- karastus) või Ac3 (täiskarastus), et tagada lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke; 2) seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke; 3) jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemist (ferriidi ja tsementiidi) teket. Joonis 16. Terase karastustemperatuuri valik 11.2. Lõõmutamine Lõõmutus on niisugune termotöötlemise viis, kus terast kuumutatakse üle faasimuutuse temperatuuri järgneva aeglase jahutamisega, tavaliselt koos ahjuga. Aeglane jahutamine peab kindlustama austeniidi lagunemise perliidiks. Lõõmutamine
Rekristalliseeriv lõõmutus kuumutatakse üle Trekr 0,4Ts
- külm(surve)töötlus T
Lõõmutamisega muudetakse jämedateraline struktuur peeneteraliseks, mille tulemusena paraneb lõike töötlemine ei tohi aga metalli üle kuumutada, siis vähenevad terase mehaanilised omadused. Väga tugevasti karastatud terast soolvees, nõrgemini vees, keskmiselt soojas vees ja õlis, mida rohkem on terases süsinikku, seda aeglasem peab olema karastamine. Jahutamine algus peaks olema kiire ja lõpu osa aeglasem. Karastamise eriliik on pind karastus. Kuumutatakse karastatava detaili pindmist 1-3mm kihti. Detaili sisemus aga jääb karastamatta. Detaili kuumutamine peab olema kiire, sest muidu leviks soojus liiga sügavale. Karastus defektideks on praod, kõverdumine, pehmete kohtade tekkimine, süsiniku sisalduse vähenemine pinna kihis. Noolutamine On karastusjärgne operatsioon, mis kõrvadab liigse hapruse ja vähendab sisepingeid. Terase sitkus suureneb ja kõvadus väheneb. Selleks kuumutatakse detaili 150-670o ning jahutatakse aeglaselt maha(vees või õhus)
(detaili kuumutamisega kogu ulatuses) ja pindkarastust, laus- (jahutamisega kogu detaili ulatuses) ja kohtkarastust jt. Tavakarastus eeldab järgmisi etappe: - terase kuumutamine üle faasipiiride Ac1 või AC3, et tagada lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke; - seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke; - jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi laguproduktide (F ja T) teket. Noolutus - seisneb terase kuumutamises temperatuurideni alates 200 °C, seisutamises sellel (vähemalt tunni) ja jahutamises (tavaliselt õhus). Selline noolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust - sellist, mis veel ei vähene järgneva noolutuse käigus. Noolutus tõstab märgatavalt terase sitkust. Konstruktsiooniteraste
faasiline ümberkristalliseerumine, mis muudab valandite, sepiste ja keevisõmbluste jämedateralise struktuuri peeneteralisemaks. Tugevdav termotöötlus Karastus- terast kuumutatakse üle faasipiiride Ac1 või Ac3, et tagada lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke. Seejärel seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke. Jahutamine toimub kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi laguproduktide (ferriidi ja tsementiidi) teket. Noolutamine- Noolutus seisneb terase kuumutamises temperatuurideni alates 200 °C, seisutamises sellel (vähemalt tunni) ja jahutamises (tavaliselt õhus). Eesmärk tõsta terase sitkust. Termokeemiline töötlus- Termokeemiline töötlus erineb teistest termotöötluse viisidest sellepoolest, et termokeemilisel töötlemisel toimub pinnakihi keemilise koostise muutus.
martensiitstruktuur, mille kõvadus on suur (kuni 65HRC). Terase tavakarastamine eeldab järgmisi etappe: 1) terase kuumutamine üle faasipiiride Ac1 (poolkarastus) või Ac3 (täiskarastus), et tagada lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke; 2) seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke; 3) jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemist (ferriidi ja tsementiidi) teket. Karastustemperatuur. Süsinikteraste karastustemperatuuri valikul on aluseks Fe-Fe 3C faasi- diagrammi teraste osa (sele 1.30). Selle järgi võetakse alaeutektoidteraste (0,2...0,8% C) karastus- temperatuur 30...50 °C üle faasipiiri A c3 (s.o. täiskarastus), üleeutektoidterastel (C > 0,8%) 30...50 oC üle Ac1 (s.o. poolkarastus).
Terase karastus Karastuseks nimetatakse termotöötluse viisi, mille tulemusel saadakse ebastabiilne (mittetasakaaluline) martensiitstruktuur, mille kõvadus on suur (kuni 65 HRC).Terase tavakarastamine eeldab järgmisi etappe: 1) terase kuumutamine üle faasipiiride Ad (pool-karastus) või AOS (täiskarastus), et tagada lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke; 2) hoidmine (seisutamine) sellel temperatuuril, et tagada kogu homogeense struktuuri teke; 3) jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemist (ferriidi ja tsementiidi)teket. Karastustemperatuur Süsinikteraste karastustus temperatuuri valikul on aluseks Fe ja Fe3C faasi-diagrammi teraste osa . Selle järgi võetakse alaeutektoidteraste (0,2...0,8% C) karas-tustemperatuur 30...50 °C üle faasipiiri A^ (s.o. täiskarastus), üleeutektoidterastel (C > 0,8%) 30...50 °C üle Ac1 (s.o. poolkarastus).
2) seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke; 3) jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida austeniidi lagunemist (ferriidi ja tsementiidi) teket. Karastustemperatuur. Süsinikteraste
ualtuses), pindkarastust, laus-(jahutamisega kogu detaili ulatuses) ja kohtkarastust jt. Terase tavakarastus Tavakarastamine ehk tavakarastus eeldab järgmisi etappe: - terase kuumutamine üle faasipiiride AC1 või AC3, et tagada lähtestruktuuris vajaliku austenniidi teket. - Seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava homogeense struktuuri teke. - Jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahutamiskiirusest suurem, et vältida austenniidi laguproduktide(tsementiidi ja ferriidi) teket. Kuumutus Karastustemperatuuri valik Terase karastustemperatuur valitakse sõltuvalt faasipiiridest AC1 ja AC3. Mittelegeerteraste karastustemperatuuri valikul on algseks raua ja süsiniku faasidiagrammi teraste osa. Selle järgi võetakse alaeutektoidteraste karastustemperatuur tavaliselt 30-50 kraadi
lähtestruktuuris vajaliku austeniidi teke; T,ºC 2) seisutamine sellel temperatuuril, et tagada kogu detaili ulatuses antud temperatuurile vastava 1000 Soovitatavad homogeense struktuuri teke; 900 temperatuurid 3) jahutamine kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem, et vältida 800 austeniidi lagunemist (ferriidi ja tsementiidi) teket. 700 Karastustemperatuur. Süsinikteraste karas- 600 tustemperatuuri valikul on aluseks Fe-Fe3C faasi- diagrammi teraste osa (sele 1.30). Selle järgi 500
annaabi.ee 
