Postupci kaljenja i popuštanja čelika

Question 1

Koja je temeljna svrha kaljenja čelika?

Answer 1

postizanje max moguće tvrdoće ovisno o udjelu C u čeliku (Burns)
postizanje što jednoličnijeg prokaljenja (jednolika tvrdoća u poprečnom presjeku)

Question 2

Od čega se sastoji postupak kaljenja?

Answer 2

ugrijavanja na temperaturu austenitizacije i progrijavanja
držanja pri temperaturi austenitizacije (u svrhu otapanja C i leg el u A)
gašenja ( u svrhu postizanja martenzitne mikrostrukture)

Question 3

Kako izabiremo temperaturu austenitizacije?

Answer 3

za ugljične čelike iz Fe-Fe3C
za čelike legirane alfa-genim legirajucim elementima temp austenitizacije u odnosu na nelegirane se povisuje otp za iznos povišenja temp A1 (tj A3)
za čelike legirane gama-genim leg el temp aust se snizuje u odnosu na odg nelegirajuce čelike otprilike za iznos sniženja temp A1

Question 4

Koja je svrha držanja pri temperaturi austenitizacije?

Answer 4

čelični predmet treba držati neko vrijeme pri temp aust kako bi mu se dalo dovoljno vremena da otopi željeni udjel ugljika može se računati da će se on ponašati kao što je prikazano u TTT i Burnsovom dijagramu
sve u slučaju realno brzog ugrijavanja

Question 5

Kako izabrati sredstvo za gašenje?

Answer 5

odabir slijedi iz iznosa gornje kritične brzine gašenja
za praksu vrijede sljedeća empirijska pravila:
za Vkg>150C - čelik treba gasiti u vodi
za 150>Vkg>5C - čelik treba gasiti u ulju ili uljnoj emulziji odnosno toploj kupki
za Vkg<5C - čelik se smije hladiti na zraku ili inertnom plinu (dušiku)
u realnom slučaju sredstvo za gašenje se mora birati i u ovisnosti o dimenzijama predmeta koji se želi zakaliti i prokaliti, pa je nužno postići gornje kritično gašenje u jezgri

Question 6

Kako se provodi kontrola kaljenja?

Answer 6

U praksi se kontrola kvalitete zakaljenog predmeta izvodi u pravilu mjerenjem tvrdoće nakon gašenja te usporedbom postignute tvrdoće s postizivom
mikrografska, ultrazvučna, rengenska i druga

Question 7

Koji su to ostali postupci kaljenja?

Answer 7

u praksi se primjenjuju i postupci lokalnog (površinskog) kaljenja
ugrijavaju se samo neki dijelovi volumnog proizvoda koje treba kaljenjem otvrdnuti
primjenjuju se izvori topline velike gustoće energije:
plinski plamenici, inducirana el energija, laserski snop i snop e

Question 8

Koja je svrha provođena popuštanja čelika?

Answer 8

popuštanje čelika je postupak ugrijavanja kaljenog čelika na neku temp ispod temp A1 u svrhu:
povišenja žilavosti M postignutog kaljenjem
sniženja (redukcije) vlastitih zaostalih naprezanja (napetosti) u mart
postizanje dimenzijske postojanosti ( kod visokolegiranih alatnih čelika pretvorbom zaostalog austenita u mart i karbid popušta)
popuštanjem se snizuje i tvrdoća postignuta kaljenjem no to sniženje nije nikako cilj nego samo nužna posljedica

Question 9

Kako se dijele postupci popuštanja s obzirom na visinu temperature popuštanja?

Answer 9

niskotemperaturno popuštanje (Vp<220C)

srednjetemperaturno popuštanje (220

Question 10

Što se omogućava zagrijavanjem martenzita na neku temperaturu popuštanja?

Answer 10

Omogućava već izvjesnu difuziju C pri niskim Vp, a difuziju atoma C, Fe, i Me pri visokim Vp

Question 11

Što se događa s rešetkom martenzita pri popuštanju?

Answer 11

kad se čelik nalazi u gašenom (zakaljenom) stanju ima rešetku M koju karakterizira visok stupanj tetragonalnosti
pri popuštanju (zbog difuzije atoma C) u nekim rešetkama dolazi do sniženja stupnja tetragonalnosti u odnosu na gašeno stanje (jer se atom C smjestio na povoljnije mjesto), a u drugim rešetkama stupanj tetragonalnosti je poprimio 1 jer je atom C izašao iz rešetke

Question 12

Kakve posljedice nosi niži stuapanj tetragonalnosti rešetke martenzita?

Answer 12

povišenje žilavosti popuštenog M
sniženje zaostalih naprezanja popuštenog M
sniženje tvrdoće

Question 13

Kako se odvijaju procesi popuštanja?

Answer 13

Odvijaju se u tzv stadijima popuštanja koje karakteriziraju mikrostrukturne promjene

Question 14

Opiši prvi stadij popuštanja

Answer 14

odvija se na temperaturi od oko 70do 200 C
zbog difuzije ugljika iz martenzitne rešetke, onaj ugljik koji je potpuno izašao spaja se s Fe, najšprije u tzv epsilon-karbid (Fe2,4C), a pri temp iznad oko 250C ( u 3 stadiju) u Fe3C

Question 15

Što se događa u drugom stadiju popuštanja?

Answer 15

200-300C
doći će do pretvorbe nelegiranog i niskolegiranog Az u B
visokolegirani Az transformirat će se tek popuštanjem pri visokim temp, iznad 500C

Question 16

Do čega sve dolazi pri popuštanju čelika?

Answer 16

sniženja prosječnog udjela C u M na oko 0.25%C i manje
stvaranja karbida koji su nastali popuštanjem M
pretvorbe Az u M

Question 17

Koje su moguće strukture popuštenog ugljičnog čelika?

Answer 17

popušteni martenzit i karbid popuštanja (Mp + Kp)9, uglj čelici s <0.6%C
popušteni M i karbid popuštanja, eventualno Az (uglj čelici s 0.6-0.8%C)
Mp, Kp, sekundarni karbid (eventualno Az) 0.8-2.03%C

Question 18

Što se događa kod legiranih čelika u 4 stadiju popuštanja?

Answer 18

izlučuju se posebni karbidi popuštanja vrste i sastava koji ovise o leg el u čeliku

Question 19

Kako legirani elementi utječu na tvrdoću pri popuštanju?

Answer 19

Neki legirajuci elementi u kaljenim čelicima povećavaju otpornost popuštanju (W,V,Mo…) tako da tvrdoća ne opada toliko intezivno s porastom temp popuštanja
svosjstvo otpornosti na popuštanje važno je za dijelove namijenjene za rad pri povišenim temp

Question 20

Što se događa kod nekih visokolegiranih čelika koji osim legirajućih elemenata imaju i povišeni udio ugljika?

Answer 20

kod nekih visokolegirajucih čelika koji osim leg el imaju povišen udio C (alatni čelici) pri visokotemp popuštanju (550C) odvija se proces pretvorbe Az u karbide popuštanja i sekundarni M

Question 21

Opiši proces sekundarnog očvrsnuća

Answer 21

iz legiranog Az izlučuju se karbidi popuštanja,a u preostalom A se snizuje udio C i ME
povišenje temp početka pretvorbe u M (Ms) i Mf
zbog toga se hlađenje, s temp popuštanja zaostali austenit pretvara u martenzit kojeg nazivamo sekundarni mart M” ( sve to ima za poslejdicu povišenje tvrdoće nakon takvog popuštanja,koja je još viša od nepopuštenog)

Question 22

Što je to poboljšavanje čelika?

Answer 22

poboljšavanje čelika je postupak toplinske obradbe koji se sastoji od kaljenja i visokotemperaturnog popuštanja (Vp>400C) s glavnom svrhom postizanja visoke grancice tečenja i visoke žilavosti

Question 23

Koji se čelici obrađuju na poboljšavanje?

Answer 23

ugljični i niskolegirni čelici za poboljšanje od 0,3 do 0,6 %C (samo podeutektoidni)

Question 24

Što je rezultat poboljšavanja čelika?

Answer 24

čelik koji je gašenjem jednoličnije prokaljen

Question 25

Kakav je čelik u poboljšanom stanju u odnosu na onaj u zakaljenom?

Answer 25

Čelik u zakaljenom i nepopuštenom stanju ima visoku granicu tečenja, ali mu je duktilnost ( niska istezljivost) slaba. žilavost niska ( mala površina ispod krivulje)
čelik u poboljšanom stanju ima višu granicu tečenja nego prije kaljenja, istezljivost veća također, povišenje žilavosti u odnosu na stanje prije poboljšavanja i na kaljeno nepopušteno stanje

Question 26

Kako možemo prikazati rezultate pobojšavanja?

Answer 26

Možemo ih prikazati u dijagramu poboljšavanja (dij. visokog popuštanja) gdje se uočava da meh svojstva zavise o temp popuštanja