Prova Jominy e durezza Rockwell, Guide, Progetti e Ricerche di Tecnologie di mecaniche, processo e prodotto

Scarica Prova Jominy e durezza Rockwell e più Guide, Progetti e Ricerche in PDF di Tecnologie di mecaniche, processo e prodotto solo su Docsity! Relazione di TMPP Prova JOMINY Classe 4AMM Anno 2020-2021 29 Aprile 2021, Vicenza Relazione n°1 Alunni: ● Alessio Signore Indice ❏Scopo 3 ❏Riferimenti alla normativa 3 ❏Trattazione teorica 3 1 ❏Strumenti dell’esperienza 11 ❏Condotta della prova 14 ❏Tabelle di raccolta dati 16 ❏Elaborazione dati 18 ❏Osservazioni 19 ❏Conclusioni 19 ❏Spartizione compiti 21 Scopo Lo scopo dell’esperienza è l’effettuazione, secondo le regolamentazioni della normativa, della prova Jominy sui due tipi di acciai C40 e VD45 per descrivere la loro curva Jominy. Questa verrà poi comparata con le bande di di temprabilità per verificare la corrispondenza con esse e si otterranno precise informazioni riguardo la temprabilità degli acciai e le loro conseguenze su di essi. 2 secondaria. Tuttavia, il diagramma Ferro-Carbonio risulta attendibile solo quando il raffreddamento avviene in modo molto lento oppure per successivi stati di equilibrio. Aumentando la velocità di raffreddamento, infatti, il diagramma subisce delle distorsioni nelle sue curve particolari. In ambito industriale non è possibile mantenere sempre velocità di raffreddamento molto basse, quindi al fine di stabilire con precisione le strutture risultanti dai trattamenti termici si ricorre alle curve di Bain. Diagramma strutturale degli acciai: Curve di Bain: Esse possono essere costruite per ogni tipo di acciaio e offrono un’indicazione corretta delle strutture formatesi al variare della velocità di raffreddamento, fattore non presente nel diagramma ferro-carbonio. A causa dell’isteresi del materiale, quest’ultimo tende ad opporsi alle trasformazioni quando la velocità di raffreddamento o riscaldamento si innalza: questo causa un abbassamento delle curve del diagramma ferro-carbonio con un raffreddamento veloce e un innalzamento con un riscaldamento veloce. Inoltre, più il raffreddamento è drastico, più le curve si distorcono: ad esempio, l’abbassamento rapido dell’austenite la porta a diventare instabile e dopo un certo tempo di permanenza tenderà a variare struttura. Questo potrebbe portare anche alla nucleazione di strutture non previste dal diagramma, ossia troostite, bainite e martensite. A quest’ultima, una struttura derivata dall’austenite 5 instabile che non si è trasformata in altre conformazioni, è riservata particolare attenzione. La martensite infatti è caratterizzata da una durezza molto alta, ma da altrettanto alta fragilità. Le curve di Bain si dividono in: ● Curve TTT: descrivono i trattamenti termici nei quali l’acciaio subisce un raffreddamento talmente rapido da non permettere alcuna trasformazione strutturale; tale trasformazione avviene mantenendo il metallo a temperatura costante. Il risultato è individuabile intersecando le curve TTT con il diagramma temperatura-tempo del trattamento termico. Tuttavia, esse non forniscono un risultato preciso poiché si metterebbe a confronto un grafico costruito isotermicamente (TTT) con una curva con temperatura variabile. Perciò, per un’analisi accurata, sono necessarie le curve CCT; ● Curve CCT: descrivono i trattamenti termici nei quali il raffreddamento avviene in modo continuo con velocità più o meno elevata. Infatti, intersecando le curve CCT con il diagramma temperatura-tempo del trattamento termico, è possibile individuare le strutture risultanti. Rispetto alle curve TTT sono spostate più a destra e più verso il basso e presentano evidenti differenze strutturali. 6 Temprabilità: Questa proprietà denota la capacità di un acciaio, durante la tempra, di trasformarsi integralmente in martensite: più la struttura martensitica arriva in profondità, più l'acciaio è temprabile. Inoltre, essa influisce anche sulle caratteristiche meccaniche del materiale. la temprabilità dipende in buona parte dalla quantità di elementi in lega: più ne sono presenti, più le curve CCT vengono spostate verso il basso e verso destra. Questo significa che al materiale serve più tempo per trasformarsi nelle altre strutture, dunque la tempra può avvenire a velocità di raffreddamento minori. Si definisce tempra efficace quella tempra che porta ad avere al cuore del provino 50% di martensite e 50% di perlite: valori troppo elevati di martensite, infatti, renderebbero il pezzo troppo fragile. Il diametro critico Dc è il diametro al quale, con un certo bagno, la tempra effettuata risulta efficace. Tuttavia, esso non può essere confrontato con altri Dc di acciai diversi in quanto è influenzato anche dalla drasticità del raffreddamento. Perciò, si trova il diametro critico ideale Dci, il diametro che viene ottenuto con un bagno di drasticità infinita (bagno di tempra ideale). Quest’ultimo parametro può 7 del pezzo in esame è data dalla relazione HRC=100−e dove e= h 0.002 4. I valori di durezza HRC accettati vanno da 20 a 70. Strumenti dell’esperienza Camicia provino Il provino viene inserito in una apposita camicia per ridurre l’effetto di ossidazione sulla superficie della stessa. La camicia è prodotta in ghisa e, non disponendo di un forno ad atmosfera controllata che eviti ossidazione e decarburazione, sul fondo viene posta una piccola parte di grafite per limitare ulteriormente il contatto con l’ossigeno. Provino C40 e VD45 Campionamento In assenza di requisiti specifici nella norma di prodotto e indipendentemente dallo spessore o diametro del prodotto il campionamento del provino può dal prodotto può essere effettuato: ➢ Mediante laminazione a caldo o fucinatura del provino con diametro da 30 mm a 32 mm 10 ➢ Mediante lavorazioni a macchina del provino con diametro 25 + 0,5 mm il cui asse deve essere almeno a 20 + 0,5 dalla superficie del prodotto. Il provino deve consistere in una barra tonda lavorata a macchina fino ad un diametro di 25 mm e una lunghezza di 100 mm. L’estremità del provino che non è temprata deve avere un diametro da 30 mm a 32 mm o 25 mm secondo la forma di quella estremità. Il provino deve, se necessario, essere marcato sull’estremità opposta all’estremità da temprare per consentire di identificarne la posizione in relazione al prodotto originale. Forno elettrico a muffola È in grado di raggiungere temperature dai 1000 ai 1800 gradi Celsius, a seconda della potenza e dell'efficienza del materiale refrattario con cui è costruito. I campioni sono solitamente depositati al suo interno mediante pinze, e contenuti in crogioli di materiale ceramico. La muffola riscaldante è realizzata in gettata unica di materiale refrattario per sopperire senza problemi ai continui gradienti termici positivi e negativi a cui viene sottoposta. Nelle fasi di riscaldamento e mantenimento della temperatura del 11 provino è stato utilizzato questo forno a muffola. In tale forno è possibile controllare la temperatura tramite una termocoppia. Al fine di evitare decarburazione o ossidazione del provino durante le fasi ad alta temperatura, esso viene posizionato nel forno in un apposito porta provino. Rettificatrice piana È una macchina che ha come utensile una mola a grana fine ed è utilizzata per la creazione della superficie piana sulla quale effettuare le misurazioni di durezza. La mola può traslare ortogonalmente al pezzo lavorato, il quale compie invece traslazioni longitudinali. A seguito della rettifica, si ottiene una rugosità di 0,8. Dispositivo di raffreddamento Jominy Il dispositivo per la tempra consiste essenzialmente in un mezzo per indurre improvvisamente il getto d’acqua e urtare l’estremità del provino da temprare. L’apparecchiatura di raffreddamento è costituita da un supporto avente al centro un foro circolare di 26 mm di diametro, nel quale viene introdotta la provetta. Sull’asse del foro, ad una distanza di 12,5 mm dall’estremità della provetta, è situato un ugello con foro di 12,5 mm, dal quale, agendo su un rubinetto ad apertura rapida, esce il 12 Tabelle di raccolta dati C40 Distanza HRC 1°faccia HRC 2°faccia HRC media 1° 1,5 49 52 49 2° 3 46 49 47.5 3° 5 32 34 33 4° 7 27 28 27,5 5° 9 25,5 27 26 6° 11 25 26,5 25,5 7° 13 24,5 25,5 25 8° 15 24 24 24 9° 20 22 24 23 15 10° 25 21 23 22 11° 30 21 22 21,5 12° 35 20,5 21 20,5 13° 40 20 20 20 VD45 Distanza HRC 1°faccia HRC 2°faccia HRC media 1° 1,5 52 52 52 2° 3 53,5 52 52 3° 5 53,5 52 52 4° 7 52 51,5 51,5 5° 9 51 50,5 51 6° 11 49 49 49 7° 13 46 46 46 8° 15 44 44 44 9° 20 39 39 39 10° 25 37 36 36,5 11° 30 34,5 35 35 16 12° 35 33,5 34 34 13° 40 33 33 33 14° 45 33 32 32,5 15° 50 32 32 32 16° 55 32 ／ 32 17° 60 32 ／ 32 Elaborazione dati 17 Spartizione compiti ● Leonardo Sattin: condotta della prova, osservazioni; ● Marco Sicilia: condotta della prova, stesura struttura generale della relazione; ● Alessio Signore: strumenti, conclusioni; ● Gurnoor Singh: trattazione teorica, raccolta dati, grafici; ● Michele Tessari: strumenti, osservazioni, formattazione testo e revisione grammaticale della relazione; ● Marco Vitaliani: trattazione teorica, scopo, aiuto nella coordinazione generale. 20 1878 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE ALESSANDRO ROSSI Via Legione Gallieno, 52 - 36100 VICENZA Tel.0444 500566 - Fax.0444 501808 - www.itisrossi.edu.it email: vitf02000x@istruzione.it - vitf02000x@pec.istruzione.it - C.E80016030241 21