lõppoperatsioon, mida kasutatakse sisepingete ja kõvaduse vähendamiseks ning plastsuse ja sitkuse suurendamiseks. Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensiidiks, saavutatakse suur kõvadus, mis on ka karastamise eesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivate termopingete ja martensiidi tekkest tingitud faasipingete olemasolu, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase väikese vastupanu löökkoormusele ja deformatsioonile. Neid omadusi on võimalik parandada noolutamisega. Karastatud terase kõvaduse vähenemine oleneb noolutustemperatuurist. Mida kõrgem on noolutustemperatuur, seda rohkem vähenevad terases sisepinged ja suureneb plastsus ning sitkus. Seejuures vähenevad terase voolavuspiir ja tõmbetugevus. Kolm noolutuse liiki: Madalnoolutus – kuumusega 150°-220° C, vähenevad sisepinged, kuid teras säilitab suure, kulumiskindla kõvaduse. Kasutatakse tsementiiditud, pindkarastatud ja
1.Töö eesmärk: Tutvuda kirjanduse (p. 4) põhjal terase termotöötluse olemusega, koostada sellealane kirjalik ülevaade (Ülesanne 1) ja lahendada p. 3 toodud ülesanne 2. Kodutöö aruanne koostage vastavalt punktile 3. 2. Ülesanne 1: Koostada kirjalik lühiülevaade (maht ca 2 lehekülge A4) terase termotöötlusest alltoodud teemadel: - kuumutustemperatuuri sõltuvus metallist ja selle süsinikusisaldusest; - jahutamiskeskkonna valik ja jahutamiskiirus; - karastamine koos noolutamisega eesmärk ja kasutusalad; - lõõmutusviisid, nende eesmärk ja kasutusalad. 3.Ülesanne 2: Määrake alltoodud tabelist ühe detaili termotöötluse viisid ja - reziimid, kandke tulemused tabelisse 3.2 ning põhjendage kirjalikult tehtud valikuotsuseid. Variandi number võtke vastavuses teie nime järjekorranumbrile klassi õpilaste registreerimislehel. Var Materjal Detaili
konstruktsiooniteraste korral suure sitkuse ja tugevuse poole. See saavutatakse karastamise ja kõrgnoolutuse tagajärjel. Esmalt viiakse läbi karastamine, mille tulemusena austeniit muutub martensiidiks. Sellega saavutatakse suur kõvadus, kuid jahtumisel tekkivad termopinged ja martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase vähese vastupanu löökkoormustele ja deformatsioonile. Seda parandatakse aga noolutamisega suhteliselt kõrgel temperatuuril (450... 650 °C, jahutus õhus). Sellist karastust järgneva kõrgnoolutusega nimetatakse parandamiseks. 5. Optimaalne karastustemperatuur, terase struktuur peale karastamist ja kõvadus HRC. Terase optimaalne karastustemperatuur on 30-50 kraadi üle A3, mis on umbes 800°C-830°C vahemikus . Peale karastamist tekib sellisel juhul 100% martensiit ja kõvadus jääb vahemikku HRC= 50-55. Seljuhul saab teras maksimaalse kõvaduse. 6
Tallinna Tehnikaülikool Mehaanikateaduskond Materjalitehnika instituut TERASE TERMOTÖÖTLUS Aruanne MATB11 Juhendaja Liina Lind Tallinn 2011 1. Töö eesmärk Töö eesmärk on tutvuta terase termotöötlusega. Tutvuda terase karastumise ja noolutamisega ning aru saada nende töötlemiseviiside vajalikkusest ja nende käigus tekkivatest protsessidest. Lisaks selgitame välja terase süsinikusisalduse, jahutuskiiruse ja karastamisele järgneva noolutustemperatuuri mõju terase kõvadusele ning aru saada nende teraste praktiseerimisest. 2. Termotöötlusprotsesside olemus ja nende tähtsus 1. Karastamine - üks termotöötlemiseviisidest, mille tulemusena saadakse ebastabiilne struktuur
jahutab ühesuguse intensiivsusega nii temperatuuril 20 °C kui ka 150...200 °C. Õli puuduseks on tema tuleohtlikkus (süttimistemperatuur sõltuvalt õli margist on 150...320 °C piires) ja karastusvõime kadumine aja jooksul (õli pakseneb). Peale selle õli põleb ja detaili pinnale moodustub oksiidikile. Karastamiseks kasutakse ka sulasoolade segud (isotermkarastusel) või sulametallid (kõrglegeerterased). Karastamine koos noolutamisega, eesmärk ja kasutusalad 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;
viimasega võrreldes on pindkarastus märksa kiirem. Terase noolutus Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensiidiks, saavutatakse suur kõvadus see on ka karastuse põhieesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivad termopinged, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase vähese vastupanu löökkoormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi aga on võimalik karastatud terase järgneva töötlemisega noolutamisega parandada. Noolutus seisneb terase kuumutamises temperatuurini alates 200 °C, seisutamises sellel ja jahutamises. Selline noolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust. Noolutus tõstab märgatavalt terase sitkust. Erinevalt tööriistaterastest püüeldakse konstruktsiooniteraste korral suure sitkuse ja tugevuse poole. See saavutatakse noolutusega suhteliselt kõrgel temperatuuril. Sellist karastust järgneva kõrgnoolutusega nimetatakse parendamiseks.
Student Response A. Peale karastamist ja noolutamist traaterosioon või mahterosioon meetodil B. Peale karastamist, sest siis on materjal pehme ning oluliselt kergemini lõiketöödeldav C. Pärast karastamist ja noolutamist tehakse detailile lõõmutamine, misjärel on ta pehme ja lõiketöödeldav D. Lõiketöötlus tehakse pärast karastamist ja enne noolutamist, et vähendada noolutamisega lõiketöötluse käigus tekkinud pingeid Score: 4/4 15. Millised väited on õiged? Student Response A. Poolkarastus tähendab seda, et mingi osa detailist jäeti karastamata B. täiskarastus tähendab seda, et terve detail karastati C. Poolkarastus tehakse üleeutektoidsetele materjalidele ja sel juhul austeniseerimistemperatuuril esinev tsementiit ei võta karastusprotsessist osa D
Student Response Feedback A. Peale karastamist ja noolutamist traaterosioon või mahterosioon meetodil B. Peale karastamist, sest siis on materjal pehme ning oluliselt kergemini lõiketöödeldav C. Pärast karastamist ja noolutamist tehakse detailile lõõmutamine, misjärel on ta pehme ja lõiketöödeldav D. Lõiketöötlus tehakse pärast karastamist ja enne noolutamist, et vähendada noolutamisega lõiketöötluse käigus tekkinud pingeid Score: 4/4 15. Millised väited on õiged? Student Response Feedback A. Poolkarastus tähendab seda, et Student Response Feedback mingi osa detailist jäeti karastamata B. täiskarastus tähendab seda, et terve detail karastati C. Poolkarastus tehakse üleeutektoidsetele materjalidele ja sel juhul austeniseerimistemperatuuril
Student Response A. Peale karastamist ja noolutamist traaterosioon või mahterosioon meetodil B. Peale karastamist, sest siis on materjal pehme ning oluliselt kergemini lõiketöödeldav C. Pärast karastamist ja noolutamist tehakse detailile lõõmutamine, misjärel on ta pehme ja lõiketöödeldav D. Lõiketöötlus tehakse pärast karastamist ja enne noolutamist, et vähendada noolutamisega lõiketöötluse käigus tekkinud pingeid Score: 4/4 15. Millised väited on õiged? Student Response A. Poolkarastus tähendab seda, et mingi osa detailist jäeti karastamata B. täiskarastus tähendab seda, et terve detail karastati C. Poolkarastus tehakse üleeutektoidsetele materjalidele ja sel juhul austeniseerimistemperatuuril esinev tsementiit ei võta karastusprotsessist osa D
Student Response A. Peale karastamist ja noolutamist traaterosioon või mahterosioon meetodil B. Peale karastamist, sest siis on materjal pehme ning oluliselt kergemini lõiketöödeldav C. Pärast karastamist ja noolutamist tehakse detailile lõõmutamine, misjärel on ta pehme ja lõiketöödeldav D. Lõiketöötlus tehakse pärast karastamist ja enne noolutamist, et vähendada noolutamisega lõiketöötluse käigus tekkinud pingeid Score: 0/4 15. Millised väited on õiged? Student Response A. Poolkarastus tähendab seda, et mingi osa detailist jäeti karastamata B. täiskarastus tähendab seda, et terve detail karastati C. Poolkarastus tehakse üleeutektoidsetele materjalidele ja sel juhul
Student Response A. Peale karastamist ja noolutamist traaterosioon või mahterosioon meetodil B. Peale karastamist, sest siis on materjal pehme ning oluliselt kergemini lõiketöödeldav C. Pärast karastamist ja noolutamist tehakse detailile lõõmutamine, misjärel on ta pehme ja lõiketöödeldav D. Lõiketöötlus tehakse pärast karastamist ja enne noolutamist, et vähendada noolutamisega lõiketöötluse käigus tekkinud pingeid Score: 4/4 15. Millised väited on õiged? Student Response A. Poolkarastus tähendab seda, et mingi osa detailist jäeti karastamata B. täiskarastus tähendab seda, et terve detail karastati C. Poolkarastus tehakse üleeutektoidsetele materjalidele ja sel juhul austeniseerimistemperatuuril esinev tsementiit ei võta karastusprotsessist osa D
b. Pärast, sest siis on materjal pehme ning oluliselt kergemini lõiketöödeldav c. Pärast karastamist ja noolutamist tehakse detailile lõõmutamine, misjärel on ta pehme ja lõiketöödeldav d. Lõiketöötlus tehakse pärast karastamist ja enne noolutamist, et vähendada noolutamisega lõiketöötluse käigus tekkinud pingeid Score: 0/4 Küsimus 15 (4 points) Millised väited on õiged? Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Poolkarastus tähendab seda, et mingi osa detailist jäeti karastamata b. täiskarastus tähendab seda, et terve detail karastati
Hallmalmi termiline töötlemine Et hallmalm kujutab endast grafiidi libledega labipõimitud terast, siis võib järeldada, et malmi puhul võib kasutada samasuguseid termilise töötlemise viise nagu terastelgi. Tõepoolest, hallmalmist valandeid võib mitte ainult lõõmutada, vaid ka normaliseerida, karastada ja pärast karastamist - noolutada. Tugevdavaid termilise töötlemise viise (normaliseerimine, karastamine koos kõrge noolutamisega) kasutatakse praktikas harva. Asi seisneb selles, et pärast mistahes termilist töötlemist jääb malmi struktuuri ikkagi grafiiti. Kuidas me küll malmi metalse põhimassi struktuuri ei tugevdaks, grafiidi libled eraldavad siiski endiselt tugevdatud metalli terasid üksteisest ja hallmalmist valandite tugevuse olulist suurenemist ei ole võimalik saavutada. Masinaehitustehaste praktikas kasutatakse malmvalandite karastamist vähe, ja kui seda tehakse, siis mitte tugevuse, vaid kõvaduse
a) atsetüleenihapnikuleegiga, b) induktsioon- e. kõrgsagedusvooluga, c) elektrolüüdis, d) sulametallis või -soolas, e) laser- või elektronkiirega. Noolutamine Terase karastamisel saavutatakse suur kõvadus, mis on ka karastuse põhieesmärk. Jahtumisel tekkivad termopinged ja martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase vähese vastupanu löökkoormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi aga on võimalik parandada karastatud terase järgneva töötlemisega ehk noolutamisega. Eesmärk: 1) ühtlase struktuuri saamine, 2) sisepingete kaotamine (vähendamine), 3) sitkuse, plastsuse suurendamine, 4) kõvaduse ühtlustamine ja 5) hapruse vähendamine Noolutustemperatuuri mõju karastatud terase mehaanilistele omadustele rakendatakse: - madal noolutamist 150o - 250oC - kesk noolutamist 300o - 500oC - kõrge noolutamist 500o - 600oC Tsementeerimine See on metalli pinnakihi rikastamist süsinikuga. Selleks paigutatakse detailid teraskasti tsementeerimispulbrisse
e) laser- või elektronkiirega. Karastusvead... Terase noolutus Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensiidiks, saavutatakse suur kõvadus see on ka karastuse põhieesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivad termopinged, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase vähese vastupanu löökkoormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi aga on võimalik karastatud terase järgneva töötlemisega noolutamisega parandada. Noolutus seisneb terase kuumutamises temperatuurini alates 200 °C, seisutamises sellel (vähemalt tunni) ja jahutamises (tavaliselt õhus). Selline noolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust. Noolutus tõstab märgatavalt terase sitkust. Erinevalt tööriistaterastest (eesmärgiks on maksimaalne kõvadus) püüeldakse konstruktsiooniteraste korral suure sitkuse ja tugevuse poole.
18. Nimetage vähemalt 3 meetodit, mille abil on võimalik vähendada detailide sisepingeid ja nende mõju detailide täpsusele. 1. Toorikute seinapaksuste ja jahtumistemperatuuride ühtlustamisega (näiteks, jahutamine koos kuumutusahjuga, spetsiaalsete külmikute kasutamisega valamisel). 2. Sepiste, stantsitud- ja keevistoorikute lõõmutamise ja noolutamisega. 3. Toorikute haavlijoatöötlemisega. 4. Ratsionaalsema tooriku konstruktsiooni ja töötlemisreziimi väljatöötamisega, eriti keevistoorikutele. 19. Milles seisneb lõikepingi mõõduline häälestamine? Lõikepingi mõõdulise häälestamise eesmärk seisneb lõikurile sellise optimaalse asendi andmises lõikepingi paigalduselementide või rakiste suhtes, mis kindlalt tagaksid
oht; see teeb karastatud terase hapraks. 19) Noolutamine kui terase termilise töötlemise üks viisidest. Terase noolutus Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensiidiks, saavutatakse suur kõvadus see on ka karas- tuse põhieesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivad termopinged, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase vähese vastupanu löökkoormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi aga on võimalik karastatud terase järgneva töötlemisega noolutamisega parandada. Noolutus seisneb terase kuumutamises temperatuurini alates 200 °C, seisutamises sellel (vähemalt tunni) ja jahutamises (tavaliselt õhus). Selline noolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust. Noolutus tõstab märgatavalt terase sitkust. Erinevalt tööriistaterastest (eesmärgiks on maksimaalne kõvadus) püüeldakse konstruktsiooni- teraste korral suure sitkuse ja tugevuse poole
e) laser- või elektronkiirega. Terase noolutus Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensiidiks, saavutatakse suur kõvadus see on ka karastuse põhieesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivate termopingete ja martensiidi tekkest tingitud faasipingete olemasolu, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase väikese vastupanu löökkoormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi aga on võimalik karastatud terase järgneva töötlemisega noolutamisega (tempering) parandada. 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 kuumenemise (noolutuse) käigus. Noolutus tõstab märgatavalt terase sitkust. - terase termokeemiline töötlus; Termokeemiline töötlus erineb teistest termotöötluse viisidest sellepoolest, et
tuse põhieesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivad termopinged, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase vähese vastupanu löök- koormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi Sele 1.36. Leekkarastamine aga on võimalik karastatud terase järgneva töötlemi- sega – noolutamisega – parandada. Noolutus seisneb terase kuumutamises temperatuurini alates 200 °C, seisutamises sellel (vähemalt tunni) ja jahutamises (tavaliselt õhus). V e e p ih u s ti In d u k to r Selline noolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust. Noolutus tõstab märga- tavalt terase sitkust.
02-2mm tagant, ning sõltuvalt töötlemise energiatihedusele, töötlemise kiirusest, materjalist ja kiirtekimbu läbimõõdust. Laserkarastamisel kasutatavate CO2 laserite kasutegur on 15- 18%. Elektronkiir kuumutust kasutatavate seadmete kasutegur on suurem laserseadmete omast(on piires 75%). Elektronkiirkarastamine tehakse vaakumis, mis piirab antud karastusviisi kasutust ja töödeldavate detailide mõõtmeid. Terase noolutus Noolutamisega saab parandada terase termopingete ja martensiidi tekkest tingitud faasipingete olemasolu, karastatud terase väikest vastupanu löögikoormusele ja deformatsioonile. Madalnoolutus Madalnoolutus seisneb terase kuumutamisel temperatuurideni al 200 kraadi, seisutamisel sellel vähemalt 1h ja jahutamisel tavaliselt õhus. Madalnoolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust, mis veel ei vähene järgneva kuumutamise käigus. Kesknoolutus
Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensii- Karastatud pind diks, saavutatakse suur kõvadus see on ka karas- tuse põhieesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivad termopinged, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus Sele 1.36. Leekkarastamine tingivad karastatud terase vähese vastupanu löök- koormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi aga on võimalik karastatud terase järgneva töötlemi- sega noolutamisega parandada. Noolutus seisneb terase kuumutamises Veepihusti Induktor temperatuurini alates 200 °C, seisutamises sellel (vähemalt tunni) ja jahutamises (tavaliselt õhus). Selline noolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust. Noolutus tõstab märga- tavalt terase sitkust. Erinevalt tööriistaterastest (eesmärgiks on
annaabi.ee 
