Lõõmutamise laboratoorse töö kokkuvõte (0)

EESTI MAAÜLIKOOL
Tehnikainstituut
Sander Kukk
Lõõmutamise laboratoorse töö kokkuvõte
õppeaines „Materjaliõpetus“
TE.0244
Tootmistehnika eriala
TA BAK I
Üliõpilane: “…..“ ................. 2015. a .............................. Sander Kukk
Juhendaja : “…..” ................. 2015. a .............................. Kaarel Soots
Tartu 2015
TÖÖ EESMÄRK
Töö eesmärk oli tutvuta terase lõõmutamisega ning saada aru lõõmutamise vajalikkusest, selle käigus tekkivatest protsessidest ning nende mõjust teraste omadustele.
ÜLDMÕISTED
Lõõmutamine – protsess, mille puhul terast kuumutatakse üle struktuurimuutuste temperatuuride ja järgneb aeglane jahutus (tavaliselt koos ahjuga). Selle tulemusena saadakse püsivam struktuur ja kaotatakse sisepinged. Lisaks struktuur peeneneb ning lõiketöödeldavus paraneb .
Normaliseerimine – lõõmutusviis, mille puhul kuumutusjärgne jahutus toimub seisvas õhus. Selle tulemusena muutub terase struktuur peeneteralisemaks, tugevus ja kõvadus on suurem kui lõõmutatud terasel.
Lõõmutamine on tavaliselt esmane termotöötlemise viis, mille eesmärgiks on kas kõrvaldada kuumtöötluse eelmiste operatsioonide (valamise, sepistamise jne.) defekte või valmistada struktuuri ette järgnevateks operatsioonideks (näiteks lõiketöötlemiseks või karastamiseks). Üsna sageli on aga lõõmutamine lõplikuks termotöötlemise viisiks ja seda siis, kui lõõmutatud terase mehaanilised omadused rahuldavad, s.t. pole vaja edaspidist parendamist (karastamist ja noolutamist ).
Lõõmutuse eesmärk: vajalike omaduste tagamine terase ümberkristalliseerimise ja sisepingete kaotamise teel. Selleks kasutatakse erinevaid kuumutustemperatuure ja jahutusviise ehk kokkuvõtvalt mitmesuguseid lõõmutusrežiime.
Lõõmutusviisid:
Difusioonlõõmutus e. homogeniseerimine - kasutatakse terase keemilise koostise ühtlustamiseks difusiooni teel, kuumutatakse kõrge temperatuurini – kuni 1100° C ja seisutatakse 6...30 tundi vastavalt valandi mõõtmetele.
Täislõõmutus - kasutatakse alaeutektoidteraste korral struktuuri peenendamiseks, sisepingete kaotamiseks. Kuumutustemperatuur peab olema 30...50° C üle faasipiiri GS. Jahutada tuleb aeglaselt sõltuvalt terase koostisest ja detaili mõõtmetest.
Poollõõmutus - kasutatakse üleeutektoidteraste (C > 0,5%) korral sisepingete kaotamiseks, kõvaduse vähendamiseks ja plastsuse suurendamiseks , mistõttu nimetatakse seda ka pehmelõõmutuseks. Kuumutustemperatuur peab olema üle faasipiiri (joon PSK), järgnev jahutus aeglane.
Madallõõmutus - kasutatakse siis, kui terases on vaja üksnes sisepingeid vähendada ja puudub vajadus muuta terase struktuuri s.t. kui terase algstruktuur on sobiv. Kuumutustemperatuur on tavaliselt 500...650°C, kestus 1 tund 25 mm detaili paksuse kohta. Jahutus peab olema aeglane.
Rekristalliseeriv lõõmutus - madallõõmutuse üks liik, millega kõrvaldatakse terase kalestumine. Kuumutustemperatuur on tavaliselt 650...700°C.
Lõõmutamisel tekkivad struktuurid :
Täislõõmutus: alaeutektoidterase ferriitperliitstruktuur muutub kuumutamisel austeniidiks ning jahutamisel tekib ümberkristalliseerumisel austeniidist uuesti ferriit ja perliit (saadakse peeneteraline ferriitperliitstruktuur).
Poollõõmutus: saadakse struktuuri terajad tsementiidiosakesed.
Madallõõmutus: algstruktuur ei muutu; vähendatakse ainult sise- ning termopingeid.
Normaliseerimine: jämedateralisest austeniitstruktuurist saadakse peeneteralisem struktuur.
KOKKUVÕTE KATSETULEMUSTEST
C35
Katsekeha 1.1: Katsekehale tehti täislõõmutus temperatuuril 850°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 75,3 HRB. Võrreldes normaliseeritud terasega on kõvadus väiksem.
Katsekeha 1.2: Katsekehale tehti madallõõmutus temperatuuril 600°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 22 HRC. Võrreldes normaliseeritud terasega on kõvadus väiksem.
Katsekeha 1.3: Katsekehale tehti normaliseerimine temperatuuril 850°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 20 HRC. Võrreldes täis- või madallõõmutatud terastega on kõvadus suurem, sest jahtumiskiirus on suurem ning austeniit laguneb kiiresti. Selle tulemusena saame peeneteralisema ning ühtlasi ka kõvema struktuuri.
C45
Katsekeha 2.1: Katsekehale tehti normaliseerimine temperatuuril 820°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 90,3 HRB. Võrreldes täis- või madallõõmutatud terastega on kõvadus suurem, sest jahtumiskiirus on suurem ning austeniit laguneb kiiresti. Selle tulemusena saame peeneteralisema ning ühtlasi ka kõvema struktuuri. Võrreldes antud katsekeha katsekehaga 1.3, mida kuumutati temperatuuril 850°C, siis võib järeldada, et väiksem kõvadusnäitaja võib olla tingitud madalamast lõõmutustemperatuurist, mis ei ületanud piisavalt faasipiiri.
Katsekeha 2.2: Katsekehale tehti täislõõmutus temperatuuril 820°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 79,6 HRB. Võrreldes normaliseeritud terasega on kõvadus väiksem.
Katsekeha 2.4: Katsekehale tehti madallõõmutus temperatuuril 600°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 23 HRC. Võrreldes normaliseeritud terasega võib antud tulemuse lugeda isegi paremaks, sest kõvadusnäitaja on suurem.
C60
Katsekeha 3.1: Katsekehale tehti madallõõmutus temperatuuril 600°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 24,5 HRC. Võrreldes normaliseeritud terasega võib antud tulemuse lugeda isegi paremaks, sest kõvadusnäitaja on suurem.
Katsekeha 3.2: Katsekehale tehti normaliseerimine temperatuuril 820°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 93,3 HRB. Võrreldes täislõõmutatud terastega on kõvadus suurem, sest jahtumiskiirus on suurem ning austeniit laguneb kiiresti. Selle tulemusena saame peeneteralisema ning ühtlasi ka kõvema struktuuri. Võrreldes antud katsekeha katsekehaga 1.3, mida kuumutati temperatuuril 850°C, siis võib järeldada, et väiksem kõvadusnäitaja võib olla tingitud madalamast lõõmutustemperatuurist, mis ei ületanud piisavalt faasipiiri.
Katsekeha 3.4: Katsekehale tehti ainukesena poollõõmutus temperatuuril 750°C. Katsekeha lõppkõvadus oli 74,3 HRB. Võrreldes normaliseeritud terasega on antud tulemus halvem. See võib olla tingitud suuremast C-sisaldusest ning madalamast lõõmutustemperatuurist.