Szkolenie: Obróbka cieplna metalowych materiałów inżynierskich (OC-O)

Dzień 1

Wstęp teoretyczny: budowa materii, materiały naturalne, materiały inżynierskie: metale i ich stopy, ceramika inżynierska, polimery, kompozyty.

1. Własności mechaniczne i technologiczne metali oraz metody ich wyznaczania: statyczna próba rozciągania (Rp, Rsp, Re lub R0,2, Rm, A, Z - sposoby ich obliczania, pomiary twardości statyczne: Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop, Chruszczow-Bierkowicz, Grodziński, pomiary dynamiczne: młotek Poldiego, skleroskop Shore’a, udarność.
2. Struktura i własności: układ okresowy pierwiastków, budowa atomu, oddziaływania między atomami, występowanie lub nie sieci krystalograficznych, podstawowe układy krystalograficzne a szczególnie te występujące w metalach: A1, A2 i A3 – ich wpływ na własności stopów.
3. Obróbka plastyczna metali i ich stopów: mechanizmy odkształcenia plastycznego: poślizg i bliźniakowanie, wady budowy krystalograficznej: punktowe, liniowe, powierzchniowe, wpływ gęstości wad budowy na własności wytrzymałościowe i na umocnienie metali i ich stopów, obróbka plastyczna na zimno, stopień gniotu i wyżarzanie międzyoperacyjne (rekrystalizujące).
4. Metalurgia: podział i klasyfikacja stopów Fe: stale, staliwa, żeliwa. Co to jest stal? Sposoby otrzymywania (wytapiania stali), stopowanie i rafinacja pozapiecowa, sposoby jej odlewania (COS – ciągłe odlewanie stali, odlewanie z góry, odlewanie syfonowe – z dołu). Próby naprawy likwacji we wlewkach - obróbka plastyczna na gorąco (walcowanie, ciągnienie, kucie (swobodne, matrycowe, na prasach hydraulicznych, młotach lub kowarkach), stopień przerobu.
5. Wykres równowagi faz żelazo-węgiel: roztwory, mieszaniny i fazy międzymetaliczne, proste wykresy równowagi faz dwuskładnikowe, wykres Fe-C, stale węglowe i ich charakterystyka (skład fazowy), występowanie i analiza przemian fazowych (przemiana perytektyczna, eutektyczna, eutektoidalna), analiza składu fazowego stali staliw i żeliw w oparciu o wykres jak i zdjęcia metalograficzne oraz wpływ budowy fazowej na własności tych grup materiałów.

Dzień 2

1. Krzywe CTPc i CTPi: szybkość i sposoby chłodzenia (ciągłe lub z przystankiem izotermicznym), krytyczna szybkość chłodzenia, przemiany fazowe przy chłodzeniu (przemiana martenzytyczna i bainityczna), czym różni się bainit od martenzytu i jak to wpływa na własności.
2. Wytyczne do hartowania: wpływ pierwiastków stopowych na punkty charakterystyczne oraz kształt wykresu żelazo – węgiel lub na krzywe CTPC a przez to na strukturę, hartowność podatność do obróbki cieplnej oraz własności stali, skład chemiczny stali i jej przewodnictwo cieplne, hartowność stali, utwardzalność stali, utwardzanie cieplne, ulepszanie cieplne, utwardzanie wydzieleniowe (przesycanie i starzenie - jako alternatywa dla stopów metali nieżelaznych i stali stopowych odpornych na korozję o strukturze austenitycznej).
3. Urządzenia do nagrzewania: ogólne omówienie urządzeń do nagrzewania, rodzaje urządzeń, media grzewcze.
4. Urządzenia do chłodzenia: ogólne omówienie urządzeń do chłodzenia, media hartownicze i ich rodzaje, rodzaje mediów hartowniczych - ich podział ze względu na skład i przeznaczenie, szybkość chłodzenia, przewodność cieplna stali a dobór medium hartowniczego, omówienie przyczyn powstawania możliwych pęknięć hartowniczych, omówienie przyczyn występowania zmian postaci geometrycznej (kształtu i wymiarów) zarówno dla procesów obróbki cieplnej jak i hartowania.
5. Atmosfery ochronne w obróbkach cieplnych: ogólne omówienie zagadnienia.
6. Metody hartowania i odpuszczania: omówienie podstawowych metod hartowania powierzchniowego lub objętościowego oraz martenzytycznego lub bainitycznego, konieczność odpuszczania po hartowaniu i przemiany zachodzące w trakcie wygrzewania zahartowanej stali.

Dzień 3

1. Obróbka cieplno-chemiczna: nawęglanie – omówienie istoty procesu, rodzaju stali do nawęglania, dobór grubości warstwy nawęglanej, azotowanie – jak w przypadku procesu nawęglania, węgloazotowanie (cyjanowanie) - analiza procesu i porównanie z nawęglaniem.
2. Analiza wad i błędów możliwych w obróbce cieplnej: źle dobrana temperatura austenityzowania, źle dobrany czas austenityzowania, źle dobrane urządzenie grzewcze, źle dobrana atmosfera ochronna, źle dobrane medium chłodzące, źle dobrana temperatura odpuszczania (nieodwracalna i odwracalna kruchość odpuszczania, źle dobrana ilość odpuszczań
3. Wyżarzania: z przemianą alotropową (ujednoradniające, normalizujące, zupełne, zmiękczające, izotermiczne) lub bez tej przemiany (rekrystalizujące, odprężające, stabilizujące)
4. Utwardzanie wydzieleniowe (przesycanie i starzenie): jako alternatywa obróbki cieplnej zwykłej dla stopów nie wykazujących odmian alotropowych (stale stopowe odporne na korozję o strukturze austenitycznej, stopy specjalne, nadstopy, stopy metali nieżelaznych - stopy Al i stopy Cu)
5. Termiczne nakładanie warstw: metalicznych lub ceramicznych chroniących przed zużyciem tribologicznym lub zmęczeniem cieplnym, metalizowanie – chromowanie (plazma lub palnik acetylenowo – tlenowy), procesy PVD – Physical Vapour Deposition, procesy CVD – Chemical Vapour Deposition.
6. Walidacja