Optimizacija sferoidizacijskega žarjenja jekla 50Mn7Operčkal, Neja (Avtor) Karpe, Blaž (Mentor) sferoidizacijsko žarjenjezrnati perlitjeklo 50Mn7dilatometrijameritve trdoteSferoidizacijsko žarjenje je toplotna obdelava, katere namen je sprememba morfologije cementita (Fe3C) v perlitu iz lamelarne v sferično, s tem pa se izboljša preoblikovalnost jekla ter obdelovalnost z odrezovanjem. Cilj magistrskega dela je bila optimizacija sferoidizacijskega žarjenja jekla 50Mn7 z namenom, da bi lahko skrajšali čas žarjenja in ob tem dosegali višji delež sferoidizacije. V okviru raziskave smo ugotavljali, kako izhodiščna mikrostruktura jekla pred sferoidizacijskim žarjenjem vpliva na hitrost sferoidizacije in doseženo trdoto. V prvi fazi smo z dilatometrično metodo določili premenske temperaturne točke Ac1, Ac3, Ar3 in Ar1, na podlagi katerih smo nato izbrali različne režime toplotne obdelave jekla. Pripravili in analizirali smo vzorce z izhodiščnimi mikrostrukturami: valjano, normalizirano, kaljeno s temperature 800 °C (martenzit), kaljeno z dvofaznega področja 740 °C (martenzit-ferit), ter izotermno transformirano v bainit z gašenjem s temperature 900 °C v solni kopeli s temperaturo 370 °C in izotermnim zadrževanjem 20 minut. Iz mikroskopskih analiz ugotavljamo, da se med sferoidizacijskim žarjenjem pod temperaturo Ac1 najpočasneje sferoidizira vroče valjana struktura, najhitreje pa se sferoidizirajo kaljene ter v bainit transformirane strukture. Pri slednjih bomo dobili tudi najbolj drobne cementitne delce, ki bodo homogeno razporejeni po celotnih kristalnih zrnih. Problem pri krajših časih sferoidizacijskega žarjenja pod temperaturo Ac1 kaljene in bainitne strukture pa je previsoka končna trdota jekla. V kolikor izvajamo sferoidizacijo bainitne ali kaljene strukture dvostopenjsko, s kratkotrajnim žarjenjem nad temperaturo Ac1 in nato žarjenjem tik pod temperaturo transformacije avstenita v proevtektoidni ferit (Ar3') pa se bo trdota znatno znižala že po 10 urah žarjenja. S tem namreč spremenimo mehanizem sferoidizacije cementita, kar vodi v povečanje velikost kristalnih zrn kot cementitnih delcev, ki bodo izločeni predvsem po mejah kristalnih zrn. Pri cikličnem žarjenju imajo tako zgornja kot spodnja temperatura intervala, kot tudi hitrost segrevanja/ohlajanja zelo velik vpliv na sferoidizacijo cementita. Pri segrevanju nad Ac1 namreč ne sme priti do popolne avstenitizacije, ker bomo v nasrotnem ponovno dobili grobe cementitne delce izločene po mejah kristalnih zrn ali pa se nam bo tvoril lamelarni perlit. V kolikor pa se cementitne lamele le delno raztopijo, bodo predstavljale kali za izločanje cementita ter rast v obliki sferičnih delcev. Natančno izbrana in kontrolirana temperatura sferoidizacijskega žarjenja ima ključno vlogo za zagotavljanje visokega deleža sferoidizacije v kratkem času.N. Operčkal20232023-10-13 09:00:04Magistrsko delo/naloga151630sl