Tehnomaterjalid praktikumi aruanne 5 (0)

Tallinna Tehnikaülikool 2014/15 õ.a Materjalitehnika instituut Materjaliõpetuse õppetool Praktikumi nr. 5 aruanne  aines tehnomaterjalid Rühm: MATB11 Esitatud: 10.12.14


Töö eesmärk: (Lühidalt kirjeldada praktikumitöö eesmärk) Tutvuda terase termotöötlemise tehnoloogiaga, selgitada välja terase süsinikusisalduse,  jahutuskiiruse ja karastamisele järgneva noolutustemperatuuri mõju terase kõvadusele. Termotöötluseks nimetatakse terase kontrollitud kuumutamist ja jahutamist omandamaks  konkreetsetesse töötingimustesse sobivat struktuuri ja omadusi. Karastamine – kuumutamine üle faasipiiri Ac1 või Ac3 (vastavalt poolkarastus ja  täiskarastus), kiire jahutamine (vees, õlis). Noolutamine – karastamisele järgnev kuumutus allpool faasipiiri Ac1. Kasutatud töövahendid: (Kirjeldada katseaparatuuri jmt) 3 erineva süsinikusisaldusega terast: väike (5tk), suur (1 tk), turvavöö keel (1tk), andmed  toodud tabelis. Kõigi katsekehade paksus oli 3mm. Kõvadust määrasime Rockwelli meetodil  C-skaala järgi. Karastamiseks kasutasime ühte ahju 2 korda (800 ºC ja 930 ºC), noolutamiseks oli kasutuses 3 ahju (200 ºC, 350 ºC ja 500 ºC). Jahutamiseks kasutasime toatemperatuuril  olevat vett (jahutab algul 600 ºC/s, hiljem 300 ºC/s), õli (jahutab ühtlaselt 150º C/s), ja õhku  (jahutab kaua). Rockwelli masina täpsust määrasime etaloonplaadi abil, tabelis on kõvadused  antud ilma veata. Teras C (%) Mn (%) Cr (%) Si (%) P (%) S (%) Al (%) Ni (%) Mo (%) Väike (5) 0,58 0,74 0,29 - - - - - - Suur (1) 0,07 0,4 - 0,016 - - - - - Tv. keel  (1) 0,47 0,69 0,26 0,26 0,014 0,001 0,005 0,06 0,02 Katsetulemused: (Eelistatud on ülevaatliku tabeli kuju). Kõvaduse määramisel tegime iga kord 3 katset, tabelis on toodud 3 katse keskmine. Masina  viga on välja arvutatud. Karastamistemperatuuri valisime vastavalt süsinikusisalduse alusel.  Kuna kõik katsekehade paksus oli 3mm, seega karastusaeg on kõigil 9 minutit. Noolutamise 


ainult kolme väikest terast, mida karastasime vees. Kasutasime kolme noolutusviisi: madal-,  kesk-, kõrgnoolutus. Nooltusahju (200 ºC) temperatuur tõusis algul 220 ºC juurde, ning 12- ndal minutil langes 200 ºC peale. Noolutusahju (350 ºC) tõusis algul 377 ºC juurde, ning 10- ndal minutil langes 350 ºC peale. Noolutusahju (500 ºC) temperatuur oli pidevalt 500 ºC  juures. Teras Karast.  temp.  (ºC) Aeg  (min) Jahutusviis Kõvadus  pärast Noolutus  temp. (ºC) Noolutusaeg  (min) Kõvadus peale  noolutust Väike 1 800 9 vesi 63HRC 200 20 57HRC Väike 2 800 9 vesi 63HRC 350 20 42HRC Väike 3 800 9 vesi 63HRC 500 20 36HRC Väike 4 800 9 õli 52HRC - - - Väike 5 800 9 õhk 13HRC - - - Tv.  keel 800 9 vesi 60HRC - - - Suur 930 9 vesi 17HRC - - - Kokkuvõte/järeldused: (Katsetulemuste analüüs, märkused, järeldused) Katsetulemused näitasid, et peale karastamist suureneb terase kõvadus, kuid tekkinud  sisepingete tõttu väheneb sitkus ja teras muutub hapraks. Karastamisjärgne kõvadus sõltub  keskkonnast, milles teras pärast austenitiseerimist jahutatakse. Pärast noolutamist suureneb  terase sitkus, kuid väheneb terase kõvadus ja tugevus. Mida kõrgem oli noolutustemperatuur,  seda enam vähenes terase kõvadus. Kuna teraseid noolutasime vaid 20 minutit, mis on  oluliselt väiksem kui tegelik noolutusaeg, seetõttu terase sitkus oluliselt ei tõusnud, ning  katsekehad purunesid murdes hapralt.