Badanie hartowania od czoła / Badanie Jominy
Badanie Jominy, określane również jako badanie hartowania od czoła lub test Jominy , jest normową metodą zgodnie z ISO 642 i ASTM A255 do określania hartowności stali.
Hartowność opisuje zdolność stali do zwiększania twardości na powierzchni lub w całości poprzez utworzenie martenzytu lub struktury pośredniej.
Przygotowanie próby i przebieg badania Metody określenia twardości w próbie Jominy Twardościomierze Jominy
Przebieg badania hartowania od czoła zgodnie z DIN EN ISO 642
Przebieg badania zgodnie z DIN EN ISO 642 można podzielić na cztery kroki:
- Wykonanie formy i przygotowanie próbki
- Nagrzewanie próbki do określonej temperatury w zakresie austenitycznym przez określony czas
- Hartowanie próbki na powierzchni czołowej strumieniem wody w określonych warunkach
- Badanie twardości w określonych punktach w kierunku wzdłużnym przeszlifowanej powierzchni badanej próbki
1. Przygotowanie próby
Najpierw próbkę składającą się z okrągłego pręta należy obrobić do średnicy 25 mm i długości 100 mm. Niehartowana powierzchnia końcowa musi mieć średnicę od 30 mm do 32 mm lub 25 mm, w zależności od tego, czy ma kształt flanszy lub rowka (patrz grafika). Formy te pomagają również w szybkim centrowaniu i pozycjonowaniu próbki w procesie hartowania.
Przed obróbką i hartowaniem próbki należy ją znormalizować. Powierzchnia próbki musi być lekko obrócona, a powierzchnia czołowa przeznaczona do hartowania musi być dokładnie obrobiona. Powierzchnia czołowa musi być wolna od zadziorów.
2. Obróbka cieplna próbki
Po wytworzeniu próbkę należy równomiernie podgrzać do temperatury określonej w normie przez co najmniej 20 minut, a następnie przetrzymać w uzgodnionej temperaturze przez co najmniej 30 i maksymalnie 35 minut. Nawęglanie lub odwęglanie próbki powinno być utrzymywane na jak najniższym poziomie i należy unikać utleniania prowadzącego do tworzenia się zendry.
3. Hartowanie próbki
Okno czasowe pomiędzy wyjęciem próbki z pieca a rozpoczęciem hartowania nie może być dłuższe niż pięć sekund. Do hartowania wykorzystuje się urządzenie badawcze (patrz rysunek), które pozwala na nagłe uderzenie strumienia wody w powierzchnię czołową próbki przeznaczonej do hartowania. Odległość pomiędzy otworem rury doprowadzającej wodę a powierzchnią próbki do hartowania wynosi 12,5 mm z tolerancją ±0,5 mm. Próbka musi pozostać wyśrodkowana nad otworem rury doprowadzającej wodę przez cały proces hartowania, który trwa co najmniej 10 minut, i musi być chroniona przed rozpryskami wody. Po hartowaniu próbkę można zanurzyć w zimnej wodzie w celu całkowitego ochłodzenia.
4. Badanie twardości próbki
Do badania twardości próbki Jominy według Rockwella (HRC) dwie powierzchnie badawcze są przesunięte o 180° i szlifowane wzdłużnie (głębokość ok. 0,4-0,5 mm). Badanie twardości Rockwella HRC można pod pewnymi warunkami zastąpić także badaniem twardości Vickersa HV30.
Aby podczas dokładnego szlifowania nie doszło do zmiękczenia, próbkę zanurza się w 5% kwasie azotowym. Próbka powinna być równomiernie poczerniała. Przebarwienie wskazuje na miękkie punkty i należy utworzyć dwie nowe powierzchnie badawcze, jak opisano powyżej.
Próbka zostaje dobrze zabezpieczona w następnym etapie i musi być nieruchoma podczas badania twardości . Pierwsze osiem punktów badania HRC przeprowadza się w stałych odstępach, w zależności od powierzchni czołowej: 1,5 – 3 – 7 – 9 – 11 – 13 – 15 mm. Następnie co 5 mm ustawia się punkt badania. Wyniki twardości są wykreślane na wykresie dla długości próbki. Rezultatem jest krzywa przebiegu twardości. Można to następnie wykorzystać do porównania zahartowania/hartowności stali lub odczytania głębokości hartowania.
Procedura wyznaczania twardości w badaniu Jominy’ego
Wyznaczenie jednej lub dwóch krzywych granicznych głębokości twardości w badaniu Jominy’ego:
- dolna krzywa graniczna
- górna krzywa graniczna
- dolna i górna krzywa graniczna
Wyznaczanie określonych punktów na krzywej twardości:
- górny punkt graniczny
- dolny punkt graniczny
- górny i dolny punkt graniczny
Rysunek przedstawia krzywe twardości próbki Jominy z górnymi i dolnymi krzywymi granicznymi.
