Hartowność stali

W wyniku hartowania stal otrzymuje strukturę martenzytyczną ( z małą ilością austenitu szczątkowego ), zapewniającą jej największą twardość w stanie hartowanym i optymalny poziom własności mechanicznych po następnym odpuszczaniu ( w stanie ulepszonym ). Twardość martenzytu zależy od zawartości węgla w stali, zależy natomiast od zawartości pierwiastków stopowych ani od warunków hartowania. Zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej podczas oziębiania od temperatury austenityzowania nazywa się hartownością.

Hartowność nie ma związku z twardością martenzytu ale jest ściśle związana z krytyczną szybkością hartowania, określaną przez kinetykę przemian przechłodzonego austenitu, podczas chłodzenia ciągłego w zakresie dyfuzyjnym. Tak więc warunkiem utworzenia się w hartowanej stali struktury martenzytycznej bez produktów wcześniejszych przemian dyfuzyjnych jest stygnięcie stali z szybkością co najmniej równą szybkości krytycznej. Ponieważ kolei hartowany przedmiot stalowy nie stygnie w każdym miejscu swego przekroju z jednakową szybkością, struktura martenzytyczna powstaje tylko w części przekroju w której szybkość stygnięcia jest większa lub równa szybkości krytycznej. Im większa jest szybkość krytyczna, tym mniejsza jest hartowność stali i odwrotnie. Krytyczna szybkość hartowania a tym samym hartowność zależą przede wszystkim od składu chemicznego danego gatunku stali. Szybkość stygnięcia zależy zaś od wymiarów przekroju poprzecznego hartowanego przedmiotu oraz od zdolności chłodzącej ośrodka hartowniczego. Stale o dużej hartowności osiągają strukturę martenzytyczną bez współobecności produktów przemian dyfuzyjnych nawet o dużych przekrojach i powolniejszym chłodzeniu na przykład w oleju lub na powietrzu.

Stale o małej hartowności przehartowują się na wskroś tylko w małych przekrojach i wymagają intensywniej oziębiającego ośrodka hartowniczego; w grubszych przekrojach hartuje się – nawet przy intensywnym oziębianiu – tylko do pewnej głębokości. Za względną miarę hartowności przyjmuje się często głębokość – zasięg warstwy zahartowanej na przekroju pręta o określonej średnicy, hartowanego w ustalonych warunkach. Głębokość warstwy mierzy się albo na podstawie wyglądu przełomu próbki – stale narzędziowe węglowe – albo według wyników badań mikroskopowych lub pomiarów twardości na przekroju. Przy posługiwaniu się obydwoma ostatnimi sposobami ustala się granicę pomiędzy zahartowaną warstwą powierzchniową a niezahartowanym rdzeniem strefę przejściową w której występuje około 50% martenzytu i 50% przemian dyfuzyjnych. Do ustalenia twardości strefy półmartenzytyczej służy wykres wyznaczony doświadczalnie uzależniający ją od zawartości węgla w stali. Inną względną miarą hartowności jest średnica krytyczna, to jest największa średnica jaką mogą mieć pręty hartowane, która przy danej intensywności oziębiania pozwala jeszcze na uzyskanie żądanej zawartości martenzytu w środkowej ( osiowej ) strefie przekroju. Bezpośrednie określenie średnicy krytycznej wymaga hartowania pewnej liczby prętów o różnych średnicach w danym ośrodku hartowniczym, następnie przecinanie ich i mierzenie twardości na przekrojach.  Bezwzględną bo niezależną od ośrodka chłodniczego, miarą hartowności jest idealna średnica krytyczna D1 . Jest to średnica krytyczna dla doskonałego, nie istniejącego ośrodka chłodzącego o nieskończenie dużej zdolności chłodzącej, czyli o nieskończenie dużym współczynniku intensywności chłodzenia.o kurde, ale tam musi być gorąco .

You may also like