Povrchové kalenie - makroštruktúra, mikroštruktúra, tvrdosť materiálu (1/2)

Pokúsim sa v krátkosti (to ešte uvidím, či sa podarí) popísať, s čím som sa hral posledné dni. Bude to možno skôr pre chlapov a hlavne tých, ktorých zaujímajú trochu technickejšie veci, ale možno aj pre nejaké dievča. Budem to nazývať hranie, keďže výsledkom nebude žiaden odborný alebo vedecký výstup. Chcem len ukázať, ako asi prebieha pozorovanie štruktúry materiálu a nejakých jeho vlastností. V našom prípade pôjde o jeho tvrdosť.

Na toto hranie som dostal integrovaný náboj kolesa od jednej firmy, ktorá vyrába tieto náboje pre niektoré automobily z koncernu Volkswagen Group. Pri integrovanom náboji už nemáme zvlášť ložisko a zvlášť náboj. Takýto náboj tvorí vonkajší krúžok pre ložisko. A teda po vymlátení ložiska už nestačí vylisovať staré a nalisovať nové ložisko, ale rovno kúpiť celý náboj.

Konkrétna súčiastka (1. - miesto odberu prvej vzorky, 2. - miesto odberu druhej vzorky, 3. - miesto odberu tretej vzorky)

Okrem vonkajšieho krúžku sú ostatné časti ložiska z ocele ložiskovej a tento náboj je z uhlíkovej ocele. Na ložiská sa zvyčajne používa oceľ s obsahom uhlíka okolo 1 hm. %, okolo 1,5 hm. % chrómu a prípadne iné prísady ako molybdén, mangán, vanád a pod. No používajú sa aj ocele na cementovanie a iné. Všetko závisí od konkrétneho použitia a požadovaných vlastností. Tento konkrétny náboj bol z uhlíkovej ocele C56E2. To znamená hmotnostný obsah uhlíka podľa normy 0,52 % - 0,6 % a ďalšie prísady ako kremík, mangán a podobne. Chemického zloženia už bolo asi dosť.

Čiže, keďže vonkajší krúžok je z iného materiálu ako ostatné časti ložiska, musí sa vonkajší krúžok nejak upraviť. Na to sa zvyčajne využíva indukčné povrchové kalenie. Princíp tejto technológie nejdem teraz rozpisovať. Možno niekedy v samostatnom článku. No a všeobecne sa povrchové kalenie používa na získanie tvrdej, oteruvzdornej povrchovej vrstvy a húževnatého jadra materiálu. No a to chceme dosiahnuť aj pri tomto náboji. Vonkajší krúžok aby bol tvrdý a oteruvzdorný a zvyšok náboja, aby zostal nezmenený po štrukturálnej stránke.

Z danej súčiastky sa odrezali 3 vzorky. Každá z iného miesta. Prvá vzorka bola odrezaná stredom ''ucha'' (ucho je ten výčnelok s dierou a vnútorným závitom), druhá v mieste začiatku ucha a tretia mimo ucha.

Vzorky

Narezané vzorky som následne brúsil na brúsnych papieroch so zrnitosťou 200 až po zrnitosť 1000. Po vybrúsení nasledovalo leptanie 10 %-ným Nitalom (zmes kyseliny dusičnej a alkoholu) na vyvolanie štruktúry. Po naleptaní sa krásne ukázali zakalené vrstvy (tie bledšie časti).

Zakalené povrchové vrstvy

Ako môžte vidieť, tak vzorky boli odoberané ešte pred tým, než sa do ucha robila diera. Z toho vyplýva, že vzorky nie sú presne z tej súčiastky, čo je na prvom obrázku. Sú z inej, kde ešte neboli spravené niektoré operácie.

Následne som tieto vzorky zalial do Dendakrylu, aby sa s nimi dalo manipulovať. Po stuhnutí Dendakrylu opäť nasledovalo brúsenie na brúsnych papieroch od zrnitosti 200 až po zrnitosť 1000. Teraz ale po brúsení nasledovalo aj leštenie, keďže vzorky som už pripravoval na pozorovanie štruktúry pod mikroskopom. Leštené boli na leštiacich kotúčoch s diamantovou pastou. Po leštení nasledovalo znova na vyvolanie štruktúry leptanie, teraz už len 2 %-ným Nitalom.

Tak vzorky sú pripravené na pozorovanie štruktúry pod mikroskopom a na meranie tvrdosti. Na obrázku pod textom sú znázornené miesta, ktoré som pozoroval pod mikroskopom. A teda štruktúru zakalenej vrstvy, prechodovú oblasť medzi zakalenou vrstvou a základným materiálom a samotný základný materiál.

Oblasti vyhotovenia metalografických snímok

Následné merania a pozorovania si necháme asi radšej na druhý článok. Teraz už len voľne na koniec jedna fotka s krátkym popisom.

Reakcia materiálu na pot z palca

Pri manipulácii treba dávať pozor. Jeden dotyk palca a môžte vzorku pripravovať odznovu. Behom pár sekúnd materiál zoxidoval vplyvom agresívneho potu na palci. Bolo to už pri manipulácii so vzorkami po skončení všetkého, takže sa nebral ohľad na manipuláciu, ale bolo to pekné pozorovanie ako rýchlo to zreaguje.

K oxidácii dochádza aj len pri styku s okolitým prostredím. Na jednej vzorke to bolo vidieť po pár hodinách. No bolo to na mieste, kde mi to nič nenarúšalo.

Reakcia po styku s okolím

@banjo
@cleverbot