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PROVA IN LABORATORIO

tecnologia meccanica



PROVA IN LABORATORIO


Nella nostra prova in laboratorio abbiamo esaminato la temprabilità di un C40. In cui erano presenti anche altri elementi in lega come cromo e mobildeno.


LE LORO PERCENTUALI SONO:

0,4% di Carbonio

1% di Cromo

0,2% di Mobildeno


In laboratorio abbiamo verificato dopo aver preparato il provino, la durezza al variare della distanza eseguendo le seguenti misurazioni:



N° PROVA

DISTANZA

DUREZZA


(mm)

(HRC)





















27 555b12f



27 555b12f






















Con questi dati costruisco il grafico della curva di temprabilità (Vedi foglio e grafico sotto).



OSSERVAZIONI:


Osservando le misurazioni vediamo che la durezza massima è all'estremità dove abbiamo la velocità più alta di raffreddamento e diminuisce gradatamente all'aumentare della distanza in cui diminuisce anche la velocità di raffreddamento. Nella lavorazione per ottenere le due superfici piane e parallele, dove eseguire le misure, ci può essere stato qualche surriscaldamento che ha variato la durezza dando alcuni valori leggermente scostati dall'andamento generale. 



METODO DI CALCOLO PER DETERMINARE LA TEMPRABILITA' DI UN ACCIAIO


Per determinare la temprabilità di un acciaio da cementazione o da bonifica, con una certa approssimazione, usiamo un calcolo basato sulla composizione chimica dell'acciaio e sulla dimensione del suo grano austenitico. La temprabilità che risulta dal calcolo è espressa ricavando il diametro ideale di tempra (D.I.), cioè il diametro che deve avere una barra dell'acciaio che abbiamo preso in esame dopo essere stata sottoposta a tempra che risulti temprata da parte a parte e al centro, e costituita per il 50% da martensite.

Per il calcolo del D.I. si aggiunge al logaritmo della temprabilità di base cioè il coefficiente espresso nelle tabelle UNI 3150 in base al tenore di carbonio e alla dimensione del grano austenitico, i logaritmi corrispondenti alle percentuali degli altri elementi in lega e il logaritmo di conversione da pollici in millimetri. Dalla somma di questi, con l'ausilio della tabella UNI 3150, si ottiene il D.I. espresso in millimetri.



CALCOLO DEL DIAMETRO IDEALE (D.I.)


Guardando la tabella UNI 3150 ricavo i valori dei logaritmi:


Tenore di

Carbonio % Logaritmo della temprabilità di base

(dimensione del grano austenitico 7) 0,329 +

C = 0.4


Tenore di

Cromo %

Logaritmo relativo all'elemento 0,090 +

Cr = 1


Tenore di

Mobildeno %

Logaritmo relativo all'elemento 0,204 =

Cr = 0,2

Somma dei logaritmi 1,033 +

Logaritmo di conversione 0,405 =


1,438




Nei tabulati della norma UNI 3150 osservo che il mio valore della somma dei logaritmi è compreso tra due valori:



Somma dei logaritmi

D.I.


(mm)

1,438 e non so il diametro ideale

 









Quindi tramite il calcolo per interpolazione trovo il mio D.I. di tempra:





(1,438 - 1,415) : Dx = OB : AB

0,023 : Dx = (1,447 - 1,415) : 2

0,023 : Dx = 0,032 : 2


0,023

Dx =    = 1,4375 mm

0,032


D.I. = 26 mm + 1,4375 mm = 27 555b12f ,4375 mm


27 555b12f ,5 mm


Il mio diametro ideale di tempra corrisponde a 27 555b12f ,5 mm.



Trovato il mio D.I. devo ricavare la curva a U che mi dimostra la tempra in senso radiale. Per fare questo ricavo i valori delle distanze dalla superficie del tondo e le distanze dall'estremità temprata nella prova Jominy attraverso i diagrammi di Gerber e Wyss ( scelgo il diagramma con il coefficiente di drasticità del mezzo di raffreddamento H pari a 2 cioè la tempra in acqua).


Nel diagramma devo guardare l'incrocio delle linee (del mio diametro del tondo e della distanza dalla superficie) e vedere la corrispondenza nell'asse delle ascisse dove vedo la distanza dall'estremità temprata. Scelgo il diametro 30 mm che si avvicina di più al mio D.I. .


DISTANZE

DISTANZE

DALLA SUPERFICIE

DALL'ESTREMITA'

DEL TONDO

TEMPRATA

(mm)

(mm)










Per mezzo della curva di temprabilità ( vedi foglio ) ricavo le durezze in base alla distanza dall'estremità temprata:


DISTANZE

DUREZZE

DALL'ESTREMITA'

RILEVATE DAL

TEMPRATA

GRAFICO

(mm)

(HRC)










Grafico della teprabilità radiale (curva a U):



OSSERVAZIONI:

Vedo che scegliendo un diametro di 30mm si avvicina molto al mio diametro ideale e quindi la curva è poco accentuata.


Esempio:

Adesso provo a vedere come risulta la mia temprabilità in un provino con diametro di 100mm.

DISTANZE

DISTANZE

DUREZZE

DALLA SUPERFICIE

DALL'ESTREMITA'

RILEVATE DAL

DEL TONDO

TEMPRATA

GRAFICO

(mm)

(mm)

(HRC)












27 555b12f



27 555b12f

















Grafico della teprabilità radiale per un diametro di 100mm (curva a U):



OSSERVAZIONI:


Osservo che il materiale usato C40 ha una bassa temprabilità. Infatti vedo che aumentando il diametro del tondo la mia tempra resta solo nello strato superficiale e all'aumentare della profondità la durezza scende notevolmente. In superficie abbiamo una durezza massima di 55 HRC invece nel cuore abbiamo 24 HRC.




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