Narzędzia do walcowania skośnego kul

Na podstawie przedstawionej metodyki kalibrowania walców z wykrojami śrubowymi opracowano, a następnie wykonano dwa zestawy narzędzi śrubowych do walcowania kul o średnicy 33 mm, do stosowania w młynach kulowych.

Pierwszy zestaw składał się z dwóch kompletnych walców z wykrojami śrubowymi, których kształt wyznaczono zgodnie z wytycznymi literaturowymi – kalibrowanie tradycyjne. Natomiast kształt powierzchni roboczych w drugim zestawie walców z klinową strefą wcinającą wyznaczono według nowej metody, opracowanej w Katedrze Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej w Politechnice Lubelskiej.

Dodatkowo, w celu utrzymania półfabrykatu w przestrzeni roboczej narzędzi, wykonano dwie prowadnice, mocowane do korpusu maszyny.

Zastosowanie w próbach konkretnej walcarki wymusiło ograniczenia wymiarowe narzędzi, zgodnie z którymi średnica robocza walców wynosiła ø 215 mm, a długość beczki L = 260 mm. Kształt i wymiary opracowanych narzędzi śrubowych przedstawiono na rysunku 4.37.

120

Rys. 4.37. Zestawy śrubowych segmentów narzędziowych do walcowania kul o średnicy 33 mm, zamocowane na wałach walcarki (opis w tekście): a) rozwiązanie z klinową powierzchnia wcinająca, b) rozwiązanie

tradycyjne [46]

Narzędzia dla obu wariantów kalibrowania maja budowę segmentową. Wykroje robocze każdego z walców tworzy sześć segmentów narzędziowych 2, wykonanych ze stali narzędziowej do pracy na gorąco (WNL). Segmenty mocowane są do wałów 1 walcarki za pomocą dwóch czołowych nakrętek 3. Na powierzchni segmentów 2 wykonane są kształtowe bruzdy 5 rozdzielone kołnierzami 6 o wklęsłych powierzchniach bocznych. Noże 7 odcinające szyjki od ukształtowanych kul umieszczono na przedostatnim kołnierzu, dzięki czemu w trakcie rozcinania kule są utrzymywane w wykroju przez ostatnie kołnierze. Na segmentach skalibrowanych nową metoda, strefę wcinania wykonano w kształcie klinowych występów śrubowych 4 o kacie rozwarcia klina 2β i kącie pochylenia ścianek bocznych α. W kolejnej strefie narzędzi – kształtowania powierzchnie klinowe stopniowo przechodzą we wklęsłe kołnierze kształtujące o zarysie walcowanej kuli [46].

121

4.7.2. Walcowanie kul o średnicy 33 mm w wykrojach śrubowych

Wykorzystując wykonane zestawy narzędzi z wykrojami śrubowymi przeprowadzono fizyczne modelowanie kul o średnicy 33 mm. W trakcie procesu stosowano wsady stalowe w kształcie prętów cylindrycznych w gatunkach: C45, 100Cr6 (ŁH 15) oraz z szyny kolejowej, o żądanej średnicy i długości około 500 mm. Półfabrykaty nagrzewano w piecu elektrycznym komorowym do temperatury kształtowania wynoszącej około 1150°C, a następnie wprowadzano je za pomocą kleszczy do podajnika pozycjonującego położenie wsadu w przestrzeni roboczej walcarki. Wsad uchwycony przez walce wprawiany był w ruch obrotowy i wciągany w przestrzeń roboczą, gdzie następowało kształtowanie kul w wykrojach śrubowych. Podczas walcowania materiał był utrzymywany w przestrzeni roboczej dzięki dwóm prowadnicom umieszczonym pomiędzy walcami. Odległość między prowadnicami dobrano nieco większą od średnicy walcowanych kul, dzięki czemu nie następowało klinowanie się wyrobów podczas walcowania. W trakcie procesu walce obracały się w tym samym kierunku ze stałą prędkością n_w = 60 obr/min, a ich osie skręcone były pod katem θ = 3° w stosunku do osi walcowania.

Rys. 4.38. Kule odwalcowane w trakcie badań laboratoryjnych: a) w wykroju śrubowym skalibrowanym wg tradycyjnej metody (konwencjonalnej), b) w wykroju skalibrowanym wg nowej metody (zmodyfikowanej) [46]

W rezultacie prowadzonych prób odwalcowano w wykrojach śrubowych dwa zestawy kul, których kształt pokazano na rys. 4.38 i 4.39. Cechą charakterystyczną kul ukształtowanych w walcach według metody konwencjonalnej było niecałkowite ich rozdzielenie. Kule były połączone ze sobą łącznikami jak pokazano na rysunku 4.38a. Zaobserwowano również deformację kształtu wyrobów (rys. 4.39a), polegającą na braku

122 dokładnego zarysu okrągłego w płaszczyźnie osiowej (kule były spłaszczone w miejscu gdzie były połączone).

Rys. 4.39. Kształt przekroju poprowadzonego wzdłuż osi walcowania kul walcowanych w wykrojach śrubowych: a) skalibrowanym wg tradycyjnej metody (konwencjonalnej), b) skalibrowanym wg nowej metody

(zmodyfikowanej)

Stwierdzić można, że po dopracowaniu rozdzielania kul będą one mogły być z powodzeniem wykorzystane w młynach kulowych (gdzie niewymagana jest wysoka jakość wykonania). Tego typu wad nie zaobserwowano w trakcie walcowania kul w wykrojach skalibrowanych według metody zmodyfikowanej (rys. 4.38b). Uzyskane kule są dokładnie oddzielone od siebie, maja pożądany okrągły kształt, a na powierzchniach nie występują żadne zadziory (rys. 4.39b). Jednak zauważono pewien mankament, którym były płytkie rysy na powierzchni ukształtowanych kul, najprawdopodobniej będące następstwem za małych promieni zaokrąglenia krawędzi na ostatnich kołnierzach walców. Zniekształcenia te mieszczą się jednak w polu tolerancji wykonania i nie wpływają w istotny sposób na końcową jakość otrzymanych kul.

123

Rys. 4.40. Zdeformowany kształt kul w wyniku nieprawidłowego prowadzenia procesu: a) przepełnienie wykroju, b) niewypełnienie wykroju [46]

Stabilny przebieg procesu walcowania kul jest uzależniony od ilości materiału zamykanego w przestrzeni roboczej walców. W przypadku, gdy walce są zbyt blisko siebie lub zastosowany zostanie wsad o większej średnicy, dochodzi do przepełnienia wykrojów, w efekcie czego kule maja silnie zowalizowany przekrój. Często przy przepełnieniu wykroju dochodzi również do powstawania pęknięć wewnętrznych w osi walcowanych wyrobów co pokazane zostało na rysunku 4.40a. Z kolei zastosowanie wsadu o zbyt małej średnicy prowadzi do niewypełnienia wykrojów śrubowych. W rezultacie czego otrzymuje się kule o niepełnym zarysie (rys. 4.40b).

Ważnym zagadnieniem na etapie opracowywania technologii jest możliwość dokładnego określenia parametrów siłowych procesu. Prawidłowe oszacowanie wielkości siły i momentów walcowania pozwala na prawidłowe opracowanie kształtu narzędzi oraz dobór wielkości walcarki. Dlatego też w trakcie prób walcowania rejestrowano wartości sił, ich przebieg pokazuje rysunek rys. 4.41 jak również wartości momentów (rys. 4.42) działających na walce śrubowe w procesie walcowania.

Cechą charakterystyczną zarejestrowanych w trakcie procesu rozkładów siły i momentu walcowania jest ich cykliczność, która związana jest bezpośrednio ze specyfiką procesu. W obu analizowanych przypadkach (przy walcowaniu w wykroju tradycyjnym oraz

124 zmodyfikowanym), co jeden pełny obrót początkowe zwoje wykrojów wcinają się we wsad. Powoduje to cykliczny wzrost zarówno siły jak i momentu walcowania. Następnie materiał w dalszej części wykroju śrubowego jest przekształcany w kulę, czemu odpowiadają malejące wartości parametrów siłowych procesu. Przy czym wartości ekstremalne sił i momentów, zarejestrowane w trakcie walcowania kul narzędziami o zmodyfikowanym wykroju, są znacznie większe od wartości uzyskanych podczas kształtowania narzędziami o tradycyjnym kalibrowaniu.

Wyższe wartości sił i momentów walcowania narzędziami o zmodyfikowanym wykroju najprawdopodobniej są spowodowane lepszym wypełnieniem wykroju, co bezpośrednio przekłada się na kształt i jakość odwalcowanych kul. Wartości maksymalne sił działających na segmenty robocze są niewielkie i nie przekraczają 35 kN dla wykrojów zmodyfikowanych oraz 25 kN dla narzędzi skalibrowanym według tradycyjnej metody. Pozwala to wnioskować, że wykroje nie powinny ulegać przedwczesnemu zużywaniu w trakcie procesu walcowania.

Podobnie maksymalne wartości momentu obrotowego są stosunkowo niewielkie i nie przekraczają 1,3 kNm dla procesu walcowania w wykrojach zmodyfikowanych oraz 1,2 kNm dla procesu realizowanego narzędziami według metody konwencjonalnej, co stanowi niewiele ponad 20% momentu nominalnego walcarki wykorzystanej do przeprowadzenia prób laboratoryjnych.

Ogromne znaczenie dla wartości parametrów siłowych procesu walcowania ma ilość materiału zamkniętego w wykroju. Nawet niewielkie przepełnienie wykroju prowadzi do gwałtownego wzrostu sił i momentów. Z kolei niecałkowite wypełnienie wykroju powoduje duży spadek opisywanych parametrów. Dlatego też obserwując siły i momenty w trakcie procesu walcowania, można przewidywać zjawiska zakłócające proces i na bieżąco im przeciwdziałać.

125

Rys. 4.41. Rozkłady sił działających na narzędzia w procesie kształtowania kul ze stali w gatunku C45

126

4.8. Pomiary twardości

Twardością nazywamy opór przeciw wciskaniu w badany materiał odpowiednio dobranego wgłębnika. Twardość materiałów związana jest z naturą wiązań chemicznych i jej wpływem na przemieszczenie dyslokacji w metalach. Podczas odkształcenia plastycznego w próbie twardości istniejące w materiale dyslokacje ulegają poślizgowi, w związku z tym w takiej próbie mierzy się opór jaki pokonują przemieszczające się w danym materiale dyslokacje. Badania twardości stosowane są przede wszystkim w przemyśle do oceny twardości metali. Pomiary twardości stosuje się często z uwagi na występowanie korelacji między twardością (Vickers, Brinell) a granicą plastyczności lub wytrzymałością na rozciąganie metali, ale również między twardością a składem fazowym lub Modułem Younga. Badanie twardości jest stosunkowo szybkie, proste i praktycznie nieniszczące [47 - 52].

Klasyfikacja prób twardości w zależności od rodzaju oporu materiału stawianego podczas próby:

1. Próby statyczne (polegają na wciskaniu twardego elementu, zwanego wgłębnikiem – np. kulka, stożek, ostrosłup w badany materiał poza granicę sprężystości do spowodowania odkształceń trwałych). Powszechnie stosowane metody tej grupy to: metoda Brinella, metoda Rockwella oraz Metoda Vickersa.

2. Próby dynamiczne (polegają na uderzeniowym oddziaływaniu twardego elementu na powierzchnię badanego ciała, związane są z odkształceniem plastycznym lub sprężystym). Stosowane metody tej grupy to: metoda Młotek Poldi i Metoda Shore’a. 3. Próby zarysowania (opór materiału jest związany z jego zarysowaniem).

4. Próby twardości, o której decyduje ścieralność materiału.

W pracy zostaną zaprezentowane wyniki pomiaru twardości wykonane metodą statyczną Vickresa. Zasada pomiaru – wg PN-EN ISO 6507 – 1:2007 [53] podstawową zasadą pomiaru jest to, że diamentowy wgłębnik w kształcie ostrosłupa prawidłowego o podstawie kwadratowej i określonym kącie wierzchołkowym między przeciwległymi powierzchniami bocznymi, wciskany jest w powierzchnię badanej próbki, a następnie mierzone są długości przekątnych odcisku powstałego na powierzchni po usunięciu siły obciążającej F (rys. 4.43). Twardość Vickersa jest proporcjonalna do ilorazu siły obciążającej

127 i pola powierzchni odcisku, którego kształt przyjmuje się jako ostrosłup prosty o podstawie kwadratowej, o tym samym kącie wierzchołkowym jaki ma wgłębnik.

Rys. 4.43. Zasada pomiaru twardości metodą Vickersa: a – wgłębnik, b – odcisk [54]

W pomiarze twardości metodą Vickersa obowiązują pewne zasady dotyczące przygotowania próbki oraz samego wykonania pomiaru. Są one znormalizowane – PN-EN ISO 6507 – 1:2007 [53].

Twardość według metody Vickersa określa się obliczając stosunek siły wciskającej wgłębnik w badany materiał do pola powierzchni bocznej odcisku:

(4.1)

gdzie:

– siła wciskająca wgłębnik,

– pole powierzchni bocznej odcisku.

Pole powierzchni bocznej odcisku oblicza się ze wzoru:

(4.2)

gdzie:

128 Wstawiając wzór (4.2) do (4.1) otrzyma się:

(4.3)

Naciski wgłębnika są znormalizowane i wynoszą: F = 9,8; 24,5; 49; 98; 196; 294; 491; 981 N. Dobór siły nacisku zależy od rozmiarów próbki. Przekątne odcisku należy mierzyć z dokładnością 0,0001±0,00002 mm. Kąt 136 ostrosłupa diamentowego jest tak dobrany, aby w tym samym tworzywie twardości Brinella przy i Vickersa były równe.

Zaletami tej metody są:

a. prawie jednakowa twardość z twardością uzyskaną metoda Brinella, b. twardość nie zależy od wartości siły,

c. nadaje się do pomiaru materiałów o różnych twardościach,

d. nadaje się do pomiaru przedmiotów małych i cienkich warstw utwardzonych, e. praktycznie nie niszczy przedmiotu,

f. duża dokładność pomiarów.

Wadami zaś są:

a. konieczność dokładnego oczyszczenia powierzchni, b. długotrwałość pomiarów,

c. nie nadaje się do pomiarów makrotrwardości stopów gruboziarnistych, d. nie można mierzyć twardości dużych gotowych wyrobów.

Badaniu twardości poddano 14 próbek: dwa materiały wsadowe (stal 100Cr6 oraz stal z szyny kolejowej), próbki otrzymano w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej i po odwalcowaniu poddano procesowi hartowania.

W trakcie procesu walcowania stosowano wsady w kształcie prętów cylindrycznych o średnicy 33 mm i długości około 500 mm. Półfabrykaty nagrzewano w piecu elektrycznym komorowym do temperatury kształtowania wynoszącej około 1150°C. Temperatura odwalcowanych kul po opuszczeniu kotliny walcowniczej została zmierzona za pomocą pirometru laserowego i wynosiła około 1000°C – rysunek 4.44.

129

Rys. 4.44. Pomiar temperatury odwalcowanych kul w walcarce skośnej, widok od strony odbioru

W procesie walcowania duże znaczenie ma wartość temperatury wsadu jak i wyrobu końcowego. Jest to istotne z uwagi na długi czas kontaktu gorącego materiału z chłodnymi walcami (kilka sekund). Za duży spadek temperatury spowodować może wzrost oporów plastycznego płynięcia metalu, co wiąże się z nadmiernym obciążeniem narzędzi oraz utrudnionym wypełnianiem wykroju przez metal. Często bezpośrednio po procesie walcowania kule poddawane są zabiegowi hartowania. Dlatego istotne znaczenie ma utrzymanie wysokiej temperatury odwalcowanych kul. W czasie procesu walcowania rozkład temperatury na powierzchni kul rejestrowy był kamerą termowizyjną (rys. 4.44). Pomimo długiego czasu kształtowania, trwającego około 20 sekund materiał w trakcie procesu walcowania nie ulegał dużemu wychłodzeniu.

Bezpośrednio po walcowaniu kule poddane zostały hartowaniu (temperatura wyrobu jest na tyle wysoka, że możliwe jest przeprowadzenie hartowania odwalcowanych kul bezpośrednio po procesie) w trzech ośrodkach chłodzących, kule z obu gatunków stali i z obu procesów walcowania: według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej umieszczono w wodzie, w oleju i pozostawiono na powietrzu.

Stal łożyskowa ŁH15, 100Cr6 charakteryzuje się wyjątkowo wysoką jakością dzięki wytwarzaniu w szczególnie ścisłych warunkach technologicznych. Od stali łożyskowych wymaga się wąskiej i ściśle utrzymywanej tolerancji składników stopowych i zanieczyszczeń,

130 oraz odpowiedniej struktury. Skład chemiczny: węgiel 0,95 – 1,1%, mangan 0,25 – 0,45%, krzem 0,15 – 0,35%, chrom 1,3 – 1,65%, fosfor do 0,025%, siarka do 0,025%.

Szyny kolejowe muszą się odznaczać dużą wytrzymałością na zginanie i ścieranie, twardością i jednocześnie pewną ciągliwością, a ponadto sprężystością i trwałością. Szyny są wyrabiane ze stali zlewnej. W skład stali szynowej - oprócz żelaza - wchodzą:

węgiel 0,4 – 0,75%, mangan 0,6 – 2,1%, krzem do 0,5%, fosfor do 0,05% o siarka do 0,05%. Od zawartości tych składników zależą właściwości stali szynowej. Efektywnym sposobem podwyższenia trwałości szyny jest stosowanie stali o zwiększonej wytrzymałości na rozciąganie, dzięki czemu szyny są bardziej odporne na zużycie, zmęczenie, a także zwiększa się odporność szyny na obciążenia udarowe.

Oznaczenia próbek i informacje z jakiego materiału, jakim sposobem walcowania uzyskano kule i w jakim ośrodku chłodzącym zostały zahartowane, prezentuje tabela 4.1.

Tabela 4.1 Próbki do badań twardości.

Oznaczenie Metoda walcowania Materiał Ośrodek chłodzący

A1 konwencjonalna 100Cr6 H₂O

B2 konwencjonalna 100Cr6 olej

C3 konwencjonalna 100Cr6 powietrze

A4 konwencjonalna stal z szyny kolejowej H2O B5 konwencjonalna stal z szyny kolejowej olej C6 konwencjonalna stal z szyny kolejowej powietrze

D7 zmodyfikowana 100Cr6 H2O

E8 zmodyfikowana 100Cr6 olej

F9 zmodyfikowana 100Cr6 powietrze

D10 zmodyfikowana stal z szyny kolejowej H₂O E11 zmodyfikowana stal z szyny kolejowej olej F12 zmodyfikowana stal z szyny kolejowej powietrze

A13 - 100Cr6 -

B14 - stal z szyny kolejowej -

Badania twardości wykonano na twardościomierzu firmy Zwick, który jest na wyposażeniu Katedry Plastycznej Przeróbki Metali, Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie – przedstawionej na rysunku 4.45.

131

Rys. 4.45. Twardościomierz Zwick – wyposażenie Katedry Plastycznej Przeróbki Metali

Na próbkach wyciętych z odwalcowanych kul mierzono twardość w 25 punktach. Pierwszy i ostatni punkt pomiarowy usytuowane były 2 mm od krawędzi próbki, pozostałe punkty w odległości co 1 mm na całej długości materiału. Schemat punktów pomiarowych pokazuje rysunek 4.46.

Rys. 4.46. Schemat umiejscowienia punktów pomiarowych na długości próbek

Na rysunku 4.47 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według metody zmodyfikowanej oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia.

132

Rys. 4.47. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według metody zmodyfikowanej oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia

Z rozkładu twardości próbek ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według metody zmodyfikowanej, zauważyć można, że kule chłodzone w wodzie (krzywa niebieska) i oleju (krzywa czerwona) osiągnęły prawie czterokrotny wzrost twardości w porównaniu z materiałem wyjściowym (krzywa czarna). Ostatnim ośrodkiem chłodzącym wykorzystanym podczas badań było powietrze. Twardość w tym przypadku (krzywa zielona) zwiększyła się ponad dwukrotnie.

Na rysunku 4.48 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia.

133

Rys. 4.48. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia

Twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych, mają podobny przebieg do próbek z metody zmodyfikowanej. Najmniejszy wzrost twardości zaobserwowano w próbce chłodzonej na powietrzu (krzywa zielona), około półtorej razy w stosunku do materiału wsadowego (krzywa czarna). Natomiast twardość po chłodzeniu w wodzie (krzywa niebieska) oraz w oleju (krzywa czerwona) wzrosła prawie trzykrotnie.

Na rysunku 4.49 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyny kolejowej w procesie walcowania według metody zmodyfikowanej oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia.

134

Rys. 4.49. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyny kolejowej w procesie walcowania według metody zmodyfikowanej oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia

Kule ze stali z szyny kolejowej również poddano chłodzeniu w trzech ośrodkach. Największy wzrost twardości odnotowano po chłodzeniu w wodzie (krzywa niebieska), dwukrotny w porównaniu do materiału wyjściowego (krzywa czarna). Twardość w pozostałych ośrodkach: olej (krzywa czerwona) i powietrze (krzywa zielona) charakteryzują się niewielkim wzrostem, w oleju o 100 jednostek HV5 w powietrzu natomiast o około 50 jednostek HV5.

Na rysunku 4.50 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyny kolejowej w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia.

135

Rys. 4.50. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyn kolejowych w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych oraz we wszystkich trzech ośrodkach chłodzenia

W rozkładzie twardości próbek ze stali z szyny kolejowej w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych dało się zauważyć praktycznie dwukrotny wzrost twardości w dwóch ośrodkach jakimi były: woda (krzywa niebieska) i olej (krzywa czerwona), w odniesieniu do twardości materiału wsadowego (krzywa czarna). Natomiast po chłodzeniu próbek na powietrzu (krzywa zielona), wzrost twardości nastąpił średnio o około 20 jednostek HV5.

Porównując wszystkie cztery wykresy przedstawiające rozkład twardości w procesach walcowania według obu metod: konwencjonalnej i zmodyfikowanej dla próbek z dwóch stali: 100Cr6 i z szyny kolejowej, zaobserwować można, że najmniejszy wzrost twardości zachodzi w ośrodku, którym jest powietrze. Natomiast bardzo istotny wzrost twardości można uzyskać w pozostałych dwóch ośrodkach chłodzących to znaczy w wodzie i w oleju.

Na rysunku 4.51 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym w tym przypadku wody.

136

Rys. 4.51. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym – wodzie

Rozkład twardości dla procesu walcowania według założeń konwencjonalnych (krzywa czerwona) przebiega w bardzo podobny sposób jak dla procesu według metody zmodyfikowanej (krzywa niebieska) dla próbek ze stali 100Cr6. Zauważyć można ponad trzykrotny wzrost twardości w porównaniu z materiałem wsadowym (krzywa czarna).

Na rysunku 4.52 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyny kolejowej w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym w tym przypadku woda.

137

Rys. 4.52. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyn kolejowych w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym – wodzie

Rozkład twardości dla kul otrzymanych ze stali z szyny kolejowej przebiega podobnie jak w przypadku pierwszego gatunku wykorzystanego w badaniach (100Cr6). Zaobserwować można w stosunku do materiału wejściowego (krzywa czarna) dwu i półkrotny wzrost twardości w przypadku obu zastosowanych technologii (wariantów) walcowania.

Na rysunku 4.53 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym w tym przypadku olej.

138

Rys. 4.53. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali 100Cr6 w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym – oleju

W przypadku rozkładu twardości próbek ze stali 100Cr6 po chłodzeniu w oleju przebieg krzywych jest niemal identyczny. W porównaniu z twardością materiału wsadowego (krzywa czarna), zauważyć można ponad trzykrotny wzrost twardości dla procesów walcowania przeprowadzonych według założeń konwencjonalnych jak i zmodyfikowanej. Różnica w twardości pomiędzy metodą zmodyfikowaną (krzywa niebieska) i konwencjonalną (krzywa czerwona) wynosi około 100 jednostek HV5.

Na rysunku 4.54 zostały przedstawione wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyn kolejowych w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym w tym przypadku olej.

139

Rys. 4.54. Wykresy twardości kul otrzymanych ze stali z szyn kolejowych w procesie walcowania według założeń konwencjonalnych i według metody zmodyfikowanej oraz w ośrodku chłodzącym – oleju

Z rozkładu twardości próbek z szyny kolejowej, dostrzec można dla metody konwencjonalnej (krzywa czerwona) dwukrotny wzrost z kolei dla metody zmodyfikowanej