ZELEZARSKI ZBORNIK IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETNIK V JUNIJ 1971 ŠT. 2 Jože Rodič, dipl. inž., Alenka Rodič, dipl. inž., DK:543.7 : 669.71 Ivica Hrastnik, Železarna Ravne AMS/SLA: J 5 d, J 28 g—1.54, AYb, CNg Prispevek k tipizaciji pogojev preizkušanja obrobne kaljivosti cementiranih jekel članek predstavlja povzetek vseh dosedanjih raziskav obrobne kaljivosti v železarni Ravne, upoštevajoč tudi naloge, ki jih je na tem področju opravil po naročilu železarne Ravne Metalurški inštitut v Ljubljani. Članek na osnovi dosedanjih ugotovitev podaja predlog tipizacije pogojev preizkušanja obrobne kaljivosti, kar bi omogočalo medsebojne primerjave in s tem dalo poizkusu reproduktivno vrednost ter širšo uporabnost. Podane so variante preizkušanja za raziskovalne in kontrolne preiskave za direktno in indirekt-no kaljenje. Z jominyjevimi krivuljami in z nomogrami izotrdot so prikazane karakteristične lastnosti tipičnih vrst jekel za cementacijo iz proizvodnega programa železarne Ravne. Uvod Razvoj tehnike, ki je izredno hiter prav na področju motorne industrije, je zaradi velikoserij-ske in avtomatizirane proizvodnje izzval poostrene zahteve zagotavljanja ustreznih in enakomernih lastnosti jekla. Ena najvažnejših tehnoloških lastnosti v proizvodnji konstrukcijskih delov je kalji-vost jekla. Pri jeklih za poboljašnje standardni jominyjev poizkus dokaj dobro karakterizira to lastnost jekla, medtem ko je pri cementiranih jeklih kljub poznanju kaljivosti jedra večji del problemov vezanih s kaljivostjo cementiranih delov ostal precej časa nerešen. Potrebe po novi metodiki preizkušanja cementiranih jekel je še pospešilo uvajanje plinske cementacije in direktnega kaljenja. Plinska cemen-tacija je prinesla polno novosti v tehnologijo in ekonomiko cementacije, obenem pa je ta tehno- loški postopek postavil tudi nove zahteve glede značilnih lastnosti jekel. Precej dolgo je prevladovalo mnenje, da je kaljivost osnovnega jekla za cementacijo (t. j. jedra) sama zadosten kriterij za izbiro jekla in da je s kaljivostjo jedra dovolj definirana tudi kaljivost cementirane plasti. To mnenje danes nima več nobene vrednosti, saj je praktično in teoretično dokazano, da enako povečanje vsebnosti ogljika nikakor nima enakega vpliva na kaljivost pri različnih osnovnih sestavah jekel. Danes lahko celo trdimo, da so lastnosti jekla, ki jih ugotovimo s preizkušanjem kaljivosti jedra, v nekaterih primerih popolnoma neuporabne za ocenjevanje pričakovane kaljivosti cementirane plasti. Poznati moramo kaljivost jedra in kaljivost cementirane plasti. Samo poznanje te kombinacije nam omogoča izbiro optimalne vrste jekla, določanje in kontroliranje pogojev tehnološkega postopka za določene namene in za doseganje zahtevanih lastnosti. V zadnjem desetletju se je zelo intenzivno razvijala metodika preizkušanja kaljivosti cementiranih jekel. Danes smo na tem področju tudi pri nas dosegli tako stopnjo razvoja, da smo se z raziskavami prepričali o vrednosti nove metode preizkušanja obrobne kaljivosti, obenem pa je prišel čas, da pogoje preizkušanja poenotimo na tak način, da bodo mogoče medsebojne primerjave rezultatov tako pri raziskovalnem, kakor tudi pri kontrolnem preizkušanju. Za metodo preizkušanja kaljivosti cementirane plasti se je že udomačilo ime preizkušanje obrobne kaljivosti. Razvoj metode je poznan1-2, zato se bomo v nadaljnjem omejili le na osnovni namen članka — na tipizacijo postopka in pogojev preizkušanja ter na nekatere praktične rezultate preizkušanja, ki ilustrirajo uporabnost metode za medsebojne primerjave lastnosti različnih vrst jekel. Postopek preizkušanja obrobne kaljivosti cementiranih jekel Osnovni princip metode je določanje kaljivosti cementirane plasti na jominyjevi probi, cementi-rani v ostrem sredstvu. Po čelnem kaljenju se nato jominyjeva proba zbrusi do različnih globin cementirane plasti, ustrezno paralelno določenim vsebnostim ogljika. S tem določamo odvisnost trdote od ohlajevalne hitrosti in obenem od vsebnosti ogljika. Kemijsko določanje krivulje naogljičenja s stopenjskim struženjem, nato pa brušenje jomi-nyjeve probe do različnih globin cementirane plasti, ki jih določimo iz krivulje naogljičenja, je precej zamudno in ovira širšo uporabnost metode. S številnimi poizkusi smo ugotovili, da pri natančno tipiziranih pogojih cementacije prob določevanje krivulje naogljičenja praktično ni potrebno, ker krivulje naogljičenja pri posameznih vrstah jekel s svojim odstopanjem ne presegajo natančnosti drugih meritev. V literaturi in pri naših dosedanjih raziskavah v železarni Ravne in na Metalurškem inštitutu so bili pogoji preizkušanja tako različni, da rezultatov in ugotovljenih značilnih lastnosti skoraj ni mogoče med seboj primerjati. Prav to nas je navedlo k temu, da predlagamo v prihodnje preizkušanje pri enotnih pogojih, ki smo jih v dosedanjih raziskavah ugotovili za najprimernejše. Pri teh pogojih smo v železarni Ravne že preizkusili vse glavne vrste jekel za cementacijo. Postopek in obseg preizkušanja za eno šaržo določene vrste jekla je odvisen od namena preizkušanja in od dokumentacije že izvršenih raziskav lastnosti te vrste jekla. Pri tem gre torej lahko za širšo raziskavo lastnosti in uporabnosti neke vrste jekla ali pa samo za kontrolo enakomernosti kakovosti neke vrste jekla, za katerega so osnovne značilne lastnosti že poznane. Upoštevati moramo tudi način kaljenja v proizvodnji, za katerega želimo izvršiti preizkušanje obrobne kaljivosti. Pogoji preizkušanja so seveda za direktno kaljenje drugačni kot za indirektno kaljenje. Poglejmo najprej prvo varianto, ki predstavlja postopek raziskave obrobne kaljivosti z najširšim obsegom, ko želimo pri nepoznanem jeklu preizkusiti kaljivost v celotnem območju. Popolna raziskava kaljivosti cementi ranega jekla 1. Priprava prob Kaljivost je značilna lastnost šarže neke vrste jekla, zato se vedno nanaša preizkušanje na eno šaržo in se običajno izvaja pri proizvajalcu jekla že v medfazni kontroli polizdelkov. Za popolno raziskavo je potrebno skovati palico 0 30 mm, dolžine 800 mm in to po kovanju obvezno normalizirati na 900°C s časom avstenitizacije 30 minut. Pri nekaterih legiranih vrstah jekla je potrebno za olajšanje mehanske obdelave prob še žarjenje na 600° C. ca. 1 uro. Nato sledi mehanska izdelava prob: — 4 standardne jominyjeve probe in — 2 valjčka 0 25 mm dolžine 150 mm. Pri vseh probah je predpisana toleranca premera ± 0,05 mm. 2. Kaljivost jedra Za preizkušanje kaljivosti jedra izvršimo standardni jominyjev preizkus za dve različni temperaturi avstenitizacije: — 925°C za »direktno kaljenje« jekla s temperature cementacije; — normalno standardizirano temperaturo, ki ustreza za kaljenje jedra — za »indirektno kaljenje« posameznih vrst jekla za cementacijo. Kot standardni temperaturi za preizkušanje pri pogojih indirektnega kaljenja uporabljamo le dve temperaturi: — 790° C za jekla Č.1220, č.1221, — 820°C za jekla C.4320, C.4321, C.4720, Č.4721, Č.5420, C.5421, Č.7420. Za ta jekla pri navedenih pogojih indirektnega kaljenja ima železarna Ravne izdelane pasove garantirane kaljivosti. Mimogrede naj omenimo, da določanje kaljivosti jedra po jominyjevi metodi v zadnjem času zelo izpodriva preizkušanje trdote po slepem kaljenju jekel za cementacijo. Pri cementiranih probah merjenje trdote po Rockwellu ni mogoče, zato se zaradi enotnosti celotne dokumentacije največkrat tudi pri meritvah trdot kaljivosti osnovnega jekla uporablja merjenje trdote po Vickersu z majhno obtežbo HV10 kp. Tabele za pretvarjanje vrednosti trdote HV — HRC so večkrat precej različne, zato je potreben dogovor o uporabi določene tabele za pretvarjanje. Predlagamo, da se za pretvorbe uporablja tabela po DIN 50150. Po Grossmann-Jominyjevi metodi2 določimo idealni kritični premer D! za kaljivost jedra preiskovanega jekla. 3. Cementacija prob Za reproduktivnost rezultatov preizkušanja je odločilne važnosti, da so pogoji cementiranja prob točno precizirani oziroma standardizirani. Na osnovi dosedanjih raziskav predlagamo naslednje standardizirane pogoje: —- za cementacijo je treba uporabiti ostro trdno sredstvo. Najenakomernejšo cementacijo smo dosegli z Durferrit-Granulat 30 z dodatkom 8 % svežega, neosušenega BaC03 za aktiviranje. Tako sredstvo je potrebno zato, ker je potrebno v cementirani plasti doseči vsaj 1,1 % C na globini 0,2 mm pod površino cementirane probe. Dodatek neosušenega karbonata se priporoča na osnovi izkušenj Metalurškega inštituta v Ljubljani3.'', kjer so ugotovili, da primešani osušeni karbonat povzroča lokalno neenakomerno cementacijo. Pri teh poizkusih je potrebno uporabiti vedno sveže sredstvo za cementacijo. — v zaboj za cementacijo vložimo vedno dve jominyjevi probi in dva valjčka 0 25 x 150 mm po skici na sliki 1. Pri pakiranju je treba paziti, da so posamezne probe od vseh strani obdane z najmanj 12 do 15 mm debelim slojem sredstva za cementacijo. Zabojček je treba zamazati pri pokrovu tako, da je preprečen dostop zraka. » o 25 m o <=> -120 Slika 1 Pakiranje prob za cementacijo — Temperatura cementacije mora biti standardna 925° C. Za določeno peč je potrebno preizkusiti in nato predpisati standardizirani postopek ogrevanja, držanja na temperaturi in hlajenja. Priporočljivo je, da se zabojček vloži v peč na temperaturi 400 do 450° C, nato pa se segreva na temperaturo cementacije 925°C. Z merjenjem temperature s termoelementom v sredini zabojčka je potrebno določiti čas ogrevanja in čas, ki je potreben za izenačevanje temperature v zabojčku, kakor tudi razliko temperature peči in temperature v sredini zabojčka. Upoštevajoč vse to mora potekati cementacija pri 925° C 9 ur po izenačitvi temperature. Po cementaciji vzamemo iz zabojčka jominyje-vo probo, namenjeno za direktno kaljenje, vse ostale probe pa se ohlajajo v zabojčku na mirnem zraku. Pri nekaterih vrstah jekla je potrebno za boljše struženje po ohladitvi kratko žarjenje na 600° C ca. 1 uro. 4. Kaljenje cementiranih jominyjevih prob Takoj po cementaciji 9 ur na 925°C se vzame eno jominyjevo probo iz zabojčka in se z njo po standardnih predpisih za jominyjev poizkus kal j i-vosti izvede čelno kaljenje v ustrezni napravi. Važno je, da za prenos probe iz zabojčka na temperaturi 925°C do začetka čelnega kaljenja ne porabimo več kot 5 sekund. To je poizkus, ki je namenjen določanju kaljivosti cementirane plasti za pogoje »direktnega kaljenja«. Po ohladitvi preostalih prob v zabojčku se druga jominyjeva proba v ustrezni zaščitni atmosferi s potencialom ogljika 1,1 do 1,2 % C ali v grafitnem loncu ogreje na temperaturo avsteniti-zacije za določanje kaljivosti pri pogojih »indi-rektnega kaljenja«. Tudi to probo čelno kalimo v skladu s standardnimi predpisi jominyjevega poizkusa. 5. Določevanje krivulje naogljičenja Probni valjčki 0 25 X 150 mm služijo za določevanje krivulje naogljičenja, ki jih dobimo s kemijsko analizo ogljika v ostružkih, ki jih s struženjem pazljivo posnemamo po slojih. Vse analize je treba izvršiti v dveh paralelkah, zaradi česar sta potrebna dva valjčka. Do globine 0,50 mm se posnema sloje v stopnjah po 0,1 mm, dalje do globine 3,0 mm pa sloje v stopnjah po 0,25 mm. Pri struženju je treba zelo paziti, da se ostružki ne segrejejo, kar zagotovimo z manjšo hitrostjo rezanja in z manjšim pomikom. Pri struženju ni dopustno hlajenje, ker bi hladilno sredstvo motilo pri kemijski analizi ostružkov. Poprečne vsebnosti ogljika nanašamo v diagram odvisnosti vsebnosti ogljika od globine cementirane plasti (glej primer na sliki 2). Iz takih diagramov se določa grafično globine cementirane plasti, ki ustrezajo posameznim vsebnostim ogljika v odstotkih: 14 _ 1,0 _ 0,9 — 0,8 — 0,7 — 0,6 — 0,5 — 0,4 — 0,3 — vsebnost ogljika v osnovnem jeklu. 6. Brušenje jominyjevih prob Na osnovi krivulje naogljičenja se določi za posamezne vsebnosti ogljika ustrezne globine cementirane plasti, do katerih je potrebno jominy-jeve probe zbrusiti za merjenje trdot vzdolž probe. Tako na posameznih vzdolžnih brušenih ploskvah izmerjene trdote ustrezajo pripadajočim konstantnim vsebnostim ogljika. Brušenje mora biti izredno pazljivo in precizno, ker lokalno popuščanje zaradi pregretja pri brušenju privede do napačnih rezultatov. Pri brušenju mora biti zato zagotovljeno zadostno hlajenje. Na površini prob pride do delnega razogljičenja ali pa do neenakomernega naogljičenja, zato so meritve trdote v površinski plasti do globine ca. 0,2 mm praktično neuporabne. Ta globina predstavlja najmanjšo debelino plasti, ki se posname vzdolž jominvjeve probe z brušenjem. Omenjene neenakomernosti na površini cementirane plasti pa nimajo pomembnega vpliva na kaljivost cementirane plasti pod površinsko plastjo. o (o 10 M 'N O oj i5« r^ Premer probe v mm -j u> o rj 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0.90 0,80 (j S? 0,70 0,60 0,50 0/0 0,30 Q20 0J0 rs t*) tN 03 O S s s s s 1 M 4 — ^ 22 iJ iC £ 5 Ji Ni 1 1 M m — m H— K+4+* >»M« 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,6 globina v mm 2,0 2,2 2,4 2/5 2,8 3,0 načinu merjenja in vsebuje vse podatke, potrebne za dokumentacijo poizkusa. Naj omenimo, da za brušenje jominyjevih prob in merjenje trdot lahko uporabljamo dva načina, ki sta prikazana na sliki 4. Obe varianti sta razmeroma enakovredni: za varianto A se odločimo takrat, ko lahko pri brušenju zagotovimo zahtevano natančnost; za varianto B pa takrat, ko želimo brušenje poenostaviti, lahko pa izvedemo meritve trdot z večjo natančnostjo. V železarni Ravne smo se za nadaljnje poizkuse odločili za postopek variante A. 8. Shema postopkov preizkušanja obrobne kaljivosti cementiranih jekel za določene namene Rezultati dosedanjih raziskav obrobne kaljivosti so pokazali, da so odločilnega pomena standardizirani pogoji preizkušanja, zato smo izdelali za 6 možnih variant po namenu preiskave sheme, ki naj bi posamezne postopke predpisale na tak način, da bi bili pogoji preizkušanja čimbolj enotni in rezultati med seboj res primerljivi. Na sliki 5 je prikazan postopek najširše raziskave obrobne kaljivosti, ki smo ga pravkar v celoti opisali. Če nas pri določenem jeklu zanima le obrobna kaljivost pri pogojih direktnega kaljenja (slika 6), odpade v shemi na sliki 5 veja preizkušanja name- C V. Si % MnV. Cr % Ni % Ho % AltH •/. Alk •/. Ohlajevalna hitrost v "C/sek.pri 704°C Slika 2 Krivulja naogljičenja za jeklo č.1221 Če se na brušeni vzdolžni ploskvi meri trdota, se lahko na istem položaju po meritvi proba brusi še na večjo globino za merjenje trdote pri nižjem nivoju vsebnosti ogljika, pri tem pa je potrebno odstraniti plast debeline najmanj 0,5 mm, da bi se izognili vplivu predhodnih meritev. 7. Merjenje trdote Na različnih globinah cementirane plasti, ki ustrezajo določenim vsebnostim ogljika, se meritve trdote izvajajo po Vickersu z majhno obtežbo HV5kp vzdolž jominyjeve probe. (V predhodnih raziskavah smo merili trdote HVikp, pri čemer pa smo ugotovili, da hrapavost brušene površine otež-koča natančnost meritve trdot.) Meritve trdot se normalno v oddaljenosti 16 mm od kaljenega čela izvajajo na vsaka 2 mm, dalje pa na vsake 4 mm. Ta način dopušča tudi dodatna merjenja, če je potek krivulje trdot neenakomeren. Meritve trdot pridejo praktično v poštev le do oddaljenosti 50 mm od kaljenega čela. V železarni Ravne vnašamo rezultate meritev trdot neposredno v ustrezen formular (slika 3), ki je prilagojen 900 800 700 (S 1 e i1 ■40 S ■30 o. ■20 ^ 0 2 4 6 8 10 12 14 16 20 24 28 32 36 40 44 48 1.1% C Legenda: mm ■- 1.0%C t Q9%C t __£S%£o_.__ _ osnovno jeklo____*/• C Normalizacija:____°.C____min —m-zrak Cementacija :____°C____ h; Durferrit granulat 30* 8 % BaCOj Velikost zrna po Mc Cluaid Ehn-u /________ASIM .... o« direktno Kaljenje: ____°C____mm indirektno Meritve trdote cementirane plasti HV5kp osnovnega jekla HVlOkp Aparat____________ Pretvorba H V—+-HRC po tabeli _QJN 50J50_ Slika 3 Formular železarne Ravne za dokumentacijo meritev trdot pri preizkušanju obrobne kaljivosti (originalni format A4) C. 1221 - Cl< IS Cementacija 92S°C - 9h Durferrit granulat 30'8'/. BaCOj O 0,2 0,1 0.6 0,8 1,0 1,2 IA l.s l,B 2,0 21 mm - njena indirektnemu kaljenju. Opozarjamo pa, da je treba pri cementaciji obdržati odnos teže prob in teže sredstva za cementacijo, zato v zabojček vložimo staro jominyjevo probo ali pa nek kos ustreznih dimenzij, ki ga nato zavržemo. Slika 4 Primer krivulje naogljičenja in predpisa za brušenje ter merjenje trdot pri preizkusu obrobne kaljivosti gOS mm Kal/ms 1 paralel kt Knruljo naogljtienjo io 2 porote« in daloietonje globin brušen/a » odgnor/ajole •/.C_ Rezultati preizkušanja Slika 5 Shema standardiziranega postopka preizkušanja za popolno raziskavo obrobne kaljivosti cementiranega jekla Slika 6 Shema standardiziranega postopka preizkušanja pri raziskavi obrobne kaljivosti cementiranega jekla samo za direktno kaljenje Postopek se ustrezno spremeni, če nas pri jeklu zanima le obrobna kaljivost pri pogojih indirekt-nega kaljenja (slika 7). Slika 8 prikazuje shemo postopka, kakršnega izvajamo, če obrobno kaljivost jekla poznamo, želimo pa kontrolirati le enakomernost in nivo karakterističnih lastnosti jekla — v tem primeru obrobne kaljivosti. Če imamo za določeno jeklo dovolj podatkov preizkušanja, potem lahko ob standardiziranih pogojih cementacije z zadostno natančnostjo vnaprej določimo pogoje brušenja, ne da bi ugotavljali Jommy kaljenje 925 "C ..direktno " Žarjenje 600° C-1" po potrebi Priprava oslruikov po plasteh za kemijsko analizo v 2 paralelkah Kemijska analiza % C Krivuljo naogljičenja iz 2 poralelk in določitev globin brušenja ■ Potreben material z 2 kom 30 x 100 m. 2 kom $ 30 t ISO m Katji vosi jedra I kom Jommy proba Brušenje normalne Jominy probe I kom sloro Jominy ' proba v odpadek Kaljivost^cementirane proba kom si ara Jominy proba krivuljo naogljičenja z analizo ostružkov. Krivuljo naogljičenja izdelamo v takih primerih samo po potrebi v slučaju ugotovljenih nenormalnosti. Zato seveda cementiramo valjčke za določanje krivulje naogljičenja, struženje in kemijske analize pa izvršimo le v slučaju potrebe za izvršitev določenih naknadnih korektur. Ta del preiskave je na sliki 8 prikazan črtkano. Precej obsežno preizkušanje je namreč pokazalo, da se krivulje naogljičenja pod standardiziranimi pogoji cementacije zelo malo razlikujejo med seboj. Za kontrolno preizkušanje nas prav tako ne zanima ugotavljanje kaljivosti za vse vsebnosti ogljika. Normalno se omejimo le na sledeče: 1,1 % C — 1,0 % C — 0,9 % C — 0,8 % C in % C osnovne sestave jekla. Standardiziranje postopka brušenja cementiranih jominyjevih prob zelo olajša laboratorijsko delo pri preizkušanju obrobne kaljivosti, ker nismo odvisni od priprave ostružkov in kemijske Slika 7 Shema standardiziranega postopka preizkušanja pri raziskavi obrobne kaljivosti cementiranega jekla samo za in-direktno kaljenje analize. Tudi v slučaju, da je krivuljo naogljičenja potrebno kontrolirati, izvršimo to po skrajšanem postopku, pri katerem zadošča 5 vzorcev ostružkov, kakor je to prikazano na shemi. Slika 8 Shema standardiziranega postopka preizkušanja za kontrolo enakomernosti obrobne kaljivosti cementiranega jekla pri direktnem in indirektnem kaljenju Na slikah 9 in 10 sta zopet prikazani varianti z ozirom na namen preiskave. Postopek na sliki 9 pride v poštev, kadar nas zanima le direktno kaljenje, postopek na sliki 10 pa takrat, kadar nas zanima le indirektno kaljenje. Prikazovanje rezultatov preizkušanja 1. Jominyjeve krivulje za različne vsebnosti ogljika predstavljajo način neposrednega prikazovanja rezultatov preizkušanja. Tako lahko prikažemo jominyjeve krivulje za vse vsebnosti ogljika od najvišje v cementirani plasti do vsebnosti ogljika osnovnega jekla. Za medsebojne primerjave se kot standardne vsebnosti ogljika največkrat uporabljajo 1,1 — 1,0 — 0,9 — 0,8 % C. Kaljivost za druge vsebnosti ogljika se določa in prikazuje le po potrebi in interesantnosti. Iz takih diagramov vidimo velike razlike kaljivosti osnovnega jekla, še bolj pa razlike kaljivosti cementirane plasti pri raznih vrstah jekla. Tako lahko jekla razdelimo v: Janiny kaljenje 92S°C ..direktno " Potreben material zo 2 kom $ 30 x ICO mm 2kam 30x 150 mm Slika 10 Shema standardiziranega kontrolnega postopka pri preizkušanju obrobne kaljivosti cement iranega jekla samo za indirektno kaljenje Slika 9 Shema standardiziranega kontrolnega postopka pri preizkušanju obrobne kaljivosti cementiranega jekla samo za direktno kaljenje — skupino jekel slabe kaljivosti (nelegirana jekla za cementacijo in jekla z vsebnostjo mangana do 0,9 % ter molibdena do 0,4 %. Prevojna točka jominyjeve krivulje osnovnega jekla je okrog 5 do 6 mm od kaljenega čela probe.), — skupino jekel močne kaljivosti (višje legi-rana jekla tipov Cr-Ni-Mo, Cr-Mn-Mo, Cr-Ni, Cr-Mo z vsebnostjo mangana nad 0,9 % ali molibdena nad 0,4 %), — skupino jekel srednje kaljivosti (jekla, ki so po karakteristični kaljivosti in po kemijski sestavi med navedenima skupinama). Pri jeklih vseh teh različnih skupin je lahko začetna trdota za enake vsebnosti ogljika praktično enaka. Za olajšanje ocenjevanja kaljivosti cementiranih jekel na osnovi jominyjevih krivulj za različne vsebnosti ogljika prikazuje slika 11 shematično primerjavo treh tipičnih jominyjevih krivulj cementiranih jekel različnih vrst. Pri tem gre predvsem za primerjavo sposobnosti zakaljenja in prekaljivosti, pri čemer ob teh treh ekstremnih primerih poseben komentar ni potreben. Zelo važno pa je dejstvo, da je lahko ob tako različni kaljivosti cementirane plasti kaljivost osnovnega jekla praktično enaka. To nam potrjuje vrednost in potrebo obravnavane metode preizkušanja. Na slikah 12 do 14 so podani rezultati preizkušanja obrobne kaljivosti jekla Č.1221 in C.5421. Prikazovanje jominyjevih krivulj za vse vsebnosti ogljika postane večkrat nepregledno, zato se največkrat prikazujejo jominyjeve krivulje samo za izbrane vsebnosti ogljika, kakor to prikazujejo primeri na slikah 15 do 17 za tipične vrste jekel za cementacijo. 2. Jominyjeve krivulje za določene globine cementirane plasti se uporabljajo le v primerih naknadno korigiranih vsebnosti ogljika. Ta način prikazovanja pa pride v poštev posebno v primerih kontrolnih preiskav, pri čemer gre predvsem za enakomernost kaljivosti v določeni globini cementirane plasti. c •/. siv. Mn V. Cr V. Ni •/. s •/. Cu % P % V % AIM% o.u 0.25 0,37 0.03 0.02 0,026 0,13 0.015 0,01 0,029 Ohlajevalna hitrost v °C/sek.pri 70i"C » 9 S- S S 900------1—------- °0 2 4 6 S 10 12 H 16 20 2t 28 32 36 40 it 48 mm - _ osnovno jekloS—— % C Normalizacija■ J&__°CJO__ min—— zrak Cementacijo: °C _9__h ■ Durferrit granulat 30+ SV. Ba C03 Velikost zrna po Mc duaid Ehn-u /___fsL__ASTM direktno Kaljenje■■ ___ 0___min ,nd>r+kk»o Meritve trdote cementirane plasti HVskp osnovnega jekla HV lOkp Aparat:_______ Pretvorba HV—~HRC po tabeli JHfJ°?°. _ Slika 13 Obrobna kaljivost cementiranega jekla Č.1221 (Ck 15) pri pogojih direktnega kaljenja Oddaljenost od kaljenega čela [mmj Slika 11 Shema kaljivosti cementirane plasti in jedra v zvezi s trdoto na površini in v sredini palic različnih premerov® Kaljivost cementirane plasti pri različnih vrstah jekel Kaljivost jedra oz. osnovnega jekla C */. Si •/. Mn •/. CrV. Ni •/. s •/. Cu'/. P V. V •/. Ai„r/. O.U 0.25 0. 37 0.03 0.02 0,026 0,13 0.015 0,01 0,029 mm--w - osnovno jekloJUJ—V* C Normalizacija: min —-zrak Cementacijo: JL5_°C„?__h ; Durferrit granulat 30+ 8 '/, Ba C03 Velikost zrna po Mc Quaid Ehn-u /_____ASTM Kaljenje: J90_ °C_3£ _min. :„dir,klm> Meritve trdote cementacije plasti HV5kp osnovnega jekla HVIOkp Aparat__vis*?r±____. Pretvorba HV——HRC po tabeli JZfLSSM. Slika 12 Slika 14 Obrobna kaljivost cementiranega jekla C.1221 (Ck 15) pri Obrobna kaljivost cementiranega jekla C.5421 (ECN 200) pogojih indirektnega kaljenja pri pogojih indirektnega kaljenja 0,010 0,006 Ohlajevalna hitrost v °C/sek pri 70C°C osnovno jektoSJO. '/»C Normalizacija: _?00_ °C min—zrak Cementacijo: J°?_°C_l,J_ h ; Durferrit granulat 30 brez dodatkov! 2/3 svez in 1/3 Velikost zrna po Mc Quaid Ehn-u /__t>zj__ASTM enkrat rabljen) Kaljenje: J25_ °C___min mdirektno Meritve trdote cementirane plasti HVSkp osnovnega jekla HV 10 kp Aparat__ujlz_Durimct_ _ Pretvorba HV-— HRC po tabeli 3. Nomogrami za primerjavo trdot v odvisnosti od vsebnosti ogljika pri določenih hitrostih ohlajevanja oz. pogojih kaljenja nam precej olajšajo medsebojne primerjave pri izbiri najustreznejše vrste jekla in toplotne obdelave. Pri tem načinu prikazovanja so podane trdote za določene oddaljenosti od kaljenega čela (na sliki 18 npr. za 2, 20 in 40 mm). Trdota pri 2 mm karakterizira sposobnost zakaljenja, trdote pri 20 in 40 mm pa sposobnost prekaljivosti. Na ta način se zelo jasno izražajo razlike med vrstami jekel in razlike med direktnim in indirektnim kaljenjem. C % Si % Mn % Cr % Ni % Mo % Al„i % Alk •/. 0.17 0,25 1,10 0,97 Ohlajevalna hitrost v "C/sek pri 704 "C Kr> !a uoo v '•■i n Drektno kali.:925cC 10 12 14 16 20 24 28 32 36 40 44 48 mm -p- Ohlajevotna hitrost v "C/sek pri 704 °C 800 700 600 I "5 500 300 200 /r direkt no kali :62S >c N s s — N X V \ fs— ^— v t- v v N —N - \ — -v \ s —V —»v V <--- 0 2 4 6 B 10 12 14 16 20 24 28 32 36 40 44 48 mm -— Legenda: '■'%C i?2LC______°JM__ Normalizacija: JLQ0_° C _30_ min —zrak C?mentaci)a ■ _ h; Durferrit granulat 30*8% BaCOj Slika 15 Obrobna kaljivost jekla č.4320 (EC80) C % Si •/. Mn % Cr •/. Ni Mo •/. Al al '/• A lii % 0.16 0.30 1,04 1,21 0.26 ^ Ohlajevotna hitrost v °C/sek pri 704 "C 700 ■Si | 500 l 0 2 4 6 8 10 12 14 16 20 24 28 32 36 40 44 48 mm - Ohtajevatna hitrost v °C/sek pri 704°C -50 2 5 ■to I k i -35 a« ■30 ^ O ■2S!H±°11°__ Slika 20 Nomogram izotrdot jekla č.1221 (Ck 15) za direktno kaljenje s; o,6 C •/. Si % Mn % Cr •/. Ni •/. MoV. Al«! •/• A!k •/. 0.20 0,30 0. 56 2.03 2, OS - 0.010 0.006 mm - osnovno jeklo %C Normalizacija: ?90_ °c J0__ min. —zrak Cementacija: °C It'- h ; Durferrit granulat 30brez dodatkov/i/3 svež in '/3 Velikost zrna po Mc Quaid Ehn-u /__L\l___ASTM enkrat rabljen} Kaljen je: _J2 5__ °c ___ min. qEHHE CTaTLH npeACTaBAHeT OCMOTP HCCAeAOBaHHH nOBepXHOCTHOH 3aKaAKH bbinoaehehux b MeTaAAyprHqecKOM 3aBOAe PaBHe (Železarna Ravne, Ravne), npn «jeM npHHsrra bo BHHMaHHe TaiOKe paSoTH KOTopue pa3pa6oraA no 3aica3Y KOMČHHaTa PaBHe MeiaAAvprHMecKHii Hhcthtyt b Aio6A3He. B craTbe noAaHO npeAAoaceHne o THnn3auHH ycAOBnii noBepxHocTHofi 3aKaAKH hto n03B0AHT B3aiiMHoe cpaBiieiiilc npouecca a TaKJKe AacT HCCAeAOBaHHio ueHHOCTt no KacaeTca bo3-M05KH0CTH penpoAVKUHH H 6oAee unipoKora npHMeHeHHH. noAaHBI BapHHHTM HCnHTaHHS Heo6xOAHMH Mi H3ytjeHHH H aaji KOHTpOAbHOra HCCAeAOBaHHfl npaMOlI H KOCBeHHOH 3aKaAKH. npH no-moiuh KpHBbix Jominy u H0M0rpaMM0B h3otbBpaocth H3HeceHbi xa-paKTepHbie KaiecTBa THnmecKHx coptob CTaAH aas ueMeHTanHH H3 nporpaMMa np0H3B0ACTBa MeTaAAr. KOM6HHaTa PaBHe.