KWALIFIKACJA MTL5 - STYCZEŃ 2020

PYTANIE NR 25.
Na podstawie wykresu określ zakres temperatur wyżarzania zmiękczającego stali o zawartości 1,2% C.
Ilustracja przedstawia wykres fazowy stali w kontekście obróbki cieplnej, szczególnie wyżarzania.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wyżarzanie zmiękczające dobiera się, odczytując z wykresu zakres temperatur właściwy dla stali o 1,2% C (stal nadeutektoidalna). Poprawny jest przedział wskazany na wykresie jako odpowiadający zmiękczaniu: 730°C÷800°C. Pozostałe zakresy dotyczą wyższych temperatur przemian lub zbyt wąskiego/przydolnego obszaru.

Pełne wyjaśnienie:

W pytaniu kluczowe jest sformułowanie "na podstawie wykresu": odpowiedź wynika z odczytu zakresu temperatur przypisanego na danym wykresie do wyżarzania zmiękczającego dla stali o zawartości 1,2% C. Taka stal jest stalą nadeutektoidalną, więc przy interpretacji wykresów obróbki cieplnej/układu Fe–C zwykle odnosi się ją do obszarów związanych z temperaturami krytycznymi (m.in. Ac1 oraz przebiegiem granicy austenityzacji dla stali wysokowęglowych).

Zakres 730°C÷800°C jest poprawny, ponieważ na wykresie odpowiada obszarowi stosowanemu do zmiękczania materiału: celem procesu jest obniżenie twardości i poprawa skrawalności bez wchodzenia w zbyt wysokie temperatury, które sprzyjałyby pełnej austenityzacji i efektom typowym dla innych zabiegów. W praktyce w tego typu zadaniach oczekuje się, że zdający umie powiązać skład (1,2% C) z wyborem właściwego "pola" procesu na wykresie.

Dlaczego pozostałe zakresy są niepoprawne?

  • 890°C÷910°C to zakres bardzo wysoki jak na zmiękczanie; na typowych wykresach będzie bliższy obszarom nagrzewania do zabiegów wymagających intensywniejszej austenityzacji, a więc nie odpowiada idei zmiękczania.
  • 800°C÷860°C jest zbyt "górny" i może wchodzić w obszar innych przemian lub zbyt silnego nagrzania dla procesu zmiękczającego według badanego wykresu.
  • 700°C÷723°C obejmuje zakres zbyt niski i zbyt wąski (blisko wartości granicznej), który na wykresie nie jest oznaczony jako właściwy dla wyżarzania zmiękczającego dla 1,2% C.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal na wykresie, gdzie leży skład 1,2% C, następnie znajdź oznaczenie procesu "wyżarzanie zmiękczające" i odczytaj odpowiadający mu przedział temperatur (z osi temperatur). Nie wybieraj zakresu "na pamięć" bez odniesienia do konkretnego wykresu użytego w zadaniu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wyżarzanie zmiękczające to obróbka cieplna mająca na celu obniżenie twardości i ułatwienie dalszej obróbki (np. skrawania). Realizuje się je przez nagrzanie do zakresu temperatur właściwego dla danego gatunku i kontrolowane chłodzenie, zgodnie z wykresem/technologią.
Najpierw odszukaj na osi składu wartość 1,2% C, następnie znajdź na wykresie obszar opisany jako wyżarzanie zmiękczające. Z osi temperatur odczytaj dolną i górną granicę tego obszaru. To zadanie sprawdza umiejętność odczytu, a nie wyłącznie pamięć.
Stal o 1,2% C ma zawartość węgla większą niż skład eutektoidalny, dlatego w klasyfikacji stali węglowych zalicza się ją do stali nadeutektoidalnych. Ma to znaczenie przy interpretacji wykresów przemian i doborze temperatur obróbki cieplnej.
Nie zawsze. W praktyce technologie i wykresy mogą wskazywać zakresy bliskie temperatur krytycznych, zależnie od celu (zmiękczanie, ujednorodnienie struktury) i składu stali. Na egzaminie decydujące jest to, co pokazuje konkretny wykres dołączony do zadania.
Zbyt wysoka temperatura może spowodować wejście w obszar przemian charakterystycznych dla innych zabiegów, prowadzić do niepożądanego rozrostu ziarna lub zmiany struktury niezgodnej z celem zmiękczania. W efekcie materiał może mieć niewłaściwą twardość i własności technologiczne.
Ten zakres "pasuje" do znanej wartości granicznej i może uruchamiać efekt kotwiczenia: zdający wybiera odpowiedź z liczbą, którą kojarzy. Jednak zadanie wymaga odczytu zakresu procesu z wykresu dla 1,2% C, a nie wskazania samej wartości granicznej.
Na wykresach technologicznych procesy są zwykle opisane nazwami i mają różne "pola" temperatur. Normalizowanie często wiąże się z innym zakresem nagrzewania i inną szybkością chłodzenia niż zmiękczanie. Jeśli nie ma opisu procesu, trzeba uważnie porównać, jaki cel ma zabieg i jaki obszar jest przypisany do składu stali.
Nie w pełni. Skoro polecenie brzmi "na podstawie wykresu", to poprawna odpowiedź zależy od konkretnego wykresu dołączonego do zadania (jego skali i oznaczeń). Bez niego można jedynie zgadywać na podstawie wiedzy ogólnej, co na egzaminie jest ryzykowne.
Najczęstsze błędy to: odczyt z niewłaściwej osi, pomylenie granic obszaru procesu, nieuwzględnienie składu (np. odczyt dla innego %C) oraz mylenie temperatury nagrzewania z temperaturą wygrzewania. Pomaga prowadzenie "palcem" po wykresie i sprawdzenie jednostek.
Ćwicz odczyt z wykresów Fe–C i wykresów obróbki cieplnej: zaznaczaj skład, identyfikuj obszar procesu i zapisuj zakres temperatur. Warto też utrwalić pojęcia Ac1/Acm oraz cele procesów (zmiękczanie, normalizowanie, hartowanie). Najlepiej pracować na arkuszach z lat ubiegłych.
info

Statystycznie 28% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Wyżarzanie zmiękczające dobiera się, odczytując z wykresu zakres temperatur właściwy dla stali o 1,2% C (stal nadeutektoidalna)."

Źródła:

  • PN-EN 10052:2010 (lub nowsza wersja, jeśli obowiązuje) "Terminologia obróbki cieplnej" – definicje procesów wyżarzania i pojęć temperatur krytycznych
  • ASM Handbook, Volume 4A: Steel Heat Treating Fundamentals and Processes – rozdziały dotyczące annealing/softening oraz zależności od składu chemicznego

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z obróbki cieplnej stali (rozdziały: wyżarzanie, temperatury krytyczne)
  • Tablice i wykresy układu równowagi Fe–C oraz wykresy temperatur krytycznych dla stali węglowych
  • Normy terminologiczne dotyczące obróbki cieplnej (definicje procesów i pojęć)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego