Upute za laboratorijske vježbe

Vježba br. 4 – Ispitivanje prokaljivosti metodom Jominy 1

Vježba 4

ISPITIVANJE PROKALJIVOSTI METODOM JOMINY

Jedna od najpraktičnijih i naviše korištenih metoda za ispitivanje prokaljivosti je metoda koju je osmislio Jominy, a koja je danas standardizirana u mnogim nacionalnim normama (npr. DIN 50191; HRN C.A2.051/1959; ASTM A255) ali i meñunarodnom normom ISO 642:1999. Epruveta za ispitivanje prokaljivosti Jominy metodom izrañuje se iz šarže čelika čija se prokaljivost želi ispitati. Epruveta se izrañuje grubim i finim tokarenjem te brušenjem čeonih površina. Normirane dimenzije epruvete prikazane su na slici 4.1.

a b c

Slika 4.1. Normirane dimenzije epruvete kod ispitivanje prokaljivosti Jominy metodom

Epruveta može biti izrañena sa ''glavom'' kako je prikazano na slici 4.1.a ili bez glave kako je prikazano na slici 4.1.b u kojem slučaju se koristi prsten čije su dimenzije prikazane na slici 4.1.c. Peć kojom se zagrijava epruveta mora omogućiti da se epruveta zagrije na temperaturu austenitizacije za najviše 40 min, a peć mora imati mogućnost podešavanje temperature s tolerancijom od ± 5°C. Epruvetu treba nakon postizanja temperature austenitizacije držati na istoj još 30 min. Peć takoñer mora imati zaštitnu atmosferu da se spriječi razugljičavanje epruvete, a ako peć nema tu mogućnost epruveta se treba smjestiti u čeličnu kutiju u kojoj se nalazi grafit ili strugotina sivog lijeva, kako je to prikazano na slici 4.2.

Materijali 2

Vježba br. 4 – Ispitivanje prokaljivosti metodom Jominy 2

Slika 4.2. Posuda za smještanje epruvete prilikom zagrijavanja

Ureñaj za ispitivanje prokaljivosti Jominy metodom sastoji se od posude koja je spojena sa odvodom i dovodom vode, a unutar koje su smještene mlaznica Ø 12,5±1 mm i nosač epruvete. Epruveta i mlaznica su smještene u istoj vertikalnoj osi, kako je to prikazano na slici 4.3.a, ali na način da razmak izmeñu čela epruvete i izlaza iz mlaznice iznosi 12,5±1 mm.

a) b)

Slika 4.3. Smještaj epruvete na nosač (a) i visina slobodnog mlaza vode (b)

Kada voda iz mlaznice udara u zagrijanu epruvetu stvara se vodeno zvono. Visina slobodnog mlaza vode, kada epruveta nije smještena na nosač, a koji se postiže hidrostatičkim pritiskom mora iznositi 65±5 mm, kako je prikazano na slici 4.3.b.

Upute za laboratorijske vježbe

Vježba br. 4 – Ispitivanje prokaljivosti metodom Jominy 3

Od trenutka kada se epruveta izvadi iz peći do početka djelovanja mlaza ne smije proteći više od 5 sekundi. Mlaz treba djelovati najmanje 10 min, a temperatura vode za hlañenje mora biti od 5 do 30°C. Čelo epruvete hladi se izravno vodom, dok se plašt i unutrašnjost hlade djelomično voñenjem topline prema čelu, a djelomično zračenjem topline u okolinu. Na taj način se na izvodnicama plašta postižu različiti režimi hlañenja, odnosno brzina hlañenja varira od 2°K/s na udaljenosti 80 mm od čela, do 600°K/s na samom čelu epruvete.

Slika 4.4. Lokacije za mjerenje tvrdoće po jednoj od izvodnica epruvete

Nakon hlañenja, na suprotnim stranama, uzduž epruvete, izbruse se dvije paralelne ravne plohe do dubine od 0,4 mm, kako je prikazano na slici 4.4. Jedna služi za mjerenje tvrdoće, a druga za smještanje na tvrdomjer. Brušenje se treba izvesti pažljivo da ne bi došlo do promjene mikrostrukture. Nakon brušenja mjeri se tvrdoća po središnjici na jednoj od izvodnica i to svaka 2 mm do udaljenosti 16 mm od čela, a nakon toga svakih 4 mm, kako je to prikazano na slici 4.4. Tvrdoća se mjeri Vickersovim ili Rockwellovim ureñajem. Crtanjem rezultata mjerenja tvrdoće u dijagram HRc= f (udaljenost od vodom hlañenog čela) dobije se Jominy krivulja za ispitivani čelik.

ZADATAK 1

Potrebno je na epruveti izrañenoj od čelika ………… provesti Jominy postupak ispitivanja prokaljivosti te iz rezultata pokusa nacrtati Jominy krivulju. Kemijski sastav čelika prikazan je u tablici 4.1. Tablica 4.1. Kemijski sastav epruvete

Oznaka čelika Kemijski sastav EN 10027-1 HRN %C %Mn %Si %Cr %Mo %Ni

Rezultati pokusa

Iz rezultata mjerenja tvrdoće koji su upisani u tablicu 4.2. treba nacrtati Jominy krivulju. Tablica 4.2. Rezultati mjerenja tvrdoće

J (mm) 2 4 6 8 10 12 14 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64

Tvrdoća (HRc) Tvrdoća (HV)

Materijali 2

Vježba br. 4 – Ispitivanje prokaljivosti metodom Jominy 4

Jominy krivulja za čelik ……….

Ogovorite na slijedeća pitanja 1. Kako se izvodi Jominy metoda ispitivanja prokaljivosti? 2. Koje su prednosti Jominy u odnosu na Grossmannovu metodu ispitivanja prokaljivosti? 3. Što je Jominy krivulja? 4. Što se iz Jominy krivulje kvalitativno može reći o prokaljivosti ispitivanog čelika? REFERENCE [1] George E. Totten, Steel heat treatment: metallurgy and technologies, CRC Press, 2007. [2] Ivo Alfirević, Inženjerski priručnik IP4: Proizvodno strojarstvo, Školska knjiga d.d., Zagreb, 1998. [3] Romeo Deželić, Metali 2, Sveučilište u Splitu, FESB, 1987.