KWALIFIKACJA MTL3 - CZERWIEC 2017

PYTANIE NR 38.
Określ na podstawie wykresu, o ile należy przedłużyć czas procesu nawęglania przy temperaturze 950°C, aby zwiększyć grubość warstwy nawęglonej z 1,5 mm do 4,0 mm.
Ilustracja przedstawia wykres zależności głębokości nawęglania od czasu nawęglania przy różnych temperaturach (850°C, 900°C,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby wyznaczyć wymagane wydłużenie procesu przy 950°C, należy z wykresu odczytać czas odpowiadający grubości 1,5 mm oraz czas odpowiadający grubości 4,0 mm (dla tej samej temperatury), a następnie obliczyć różnicę.
Różnica odczytanych czasów wynosi 25 godzin, więc o tyle trzeba przedłużyć nawęglanie.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu kluczowe jest to, że temperatura procesu jest stała (950°C), a zmienia się tylko wymagana grubość warstwy nawęglonej. W praktyce oznacza to, że nie porównujemy różnych temperatur ani różnych wykresów, tylko poruszamy się po tej samej zależności (tej samej krzywej/serii danych dla 950°C).

Kroki postępowania są następujące:

  • Odczytaj z wykresu czas procesu odpowiadający grubości warstwy 1,5 mm przy 950°C.
  • Odczytaj z wykresu czas procesu odpowiadający grubości warstwy 4,0 mm przy 950°C.
  • Oblicz różnicę: czas dla 4,0 mm minus czas dla 1,5 mm. To jest wymagane przedłużenie procesu, a nie czas całkowity.

Poprawna odpowiedź brzmi: "O 25 godzin.", ponieważ z wykresu wynika, że przejście z 1,5 mm do 4,0 mm wymaga właśnie takiego dodatkowego czasu w tej temperaturze.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Wartości "O 10 godzin.", "O 15 godzin." i "O 20 godzin." są typowymi wynikami błędów technicznych w odczycie: wybór niewłaściwej krzywej (np. dla innej temperatury), pomylenie punktów na osi grubości, niedokładne trafienie w podziałkę lub podanie czasu całkowitego zamiast różnicy. W zadaniach wykresowych często pojawia się też błąd polegający na zaokrąglaniu "na oko" bez sprawdzenia skali osi.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze upewnij się, że odejmujesz dwa czasy (dla dwóch grubości) i że oba odczyty dotyczą tej samej temperatury 950°C. Jeśli wykres ma kilka krzywych, najpierw zidentyfikuj właściwą, a dopiero potem wykonuj odczyty.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Nawęglanie to proces nasycania warstwy wierzchniej stali węglem w podwyższonej temperaturze, aby po późniejszym hartowaniu uzyskać twardą warstwę zewnętrzną i bardziej ciągliwy rdzeń. W zadaniach egzaminacyjnych często analizuje się zależność czasu i temperatury od grubości warstwy.
Najpierw wybierz krzywą/serię danych dla podanej temperatury (tu 950°C). Następnie na osi grubości znajdź wartość (np. 1,5 mm), poprowadź do krzywej i odczytaj na osi czasu. Powtórz dla drugiej grubości i dopiero wtedy licz różnicę czasów.
Pytanie dotyczy tego, o ile należy przedłużyć proces, czyli ile dodatkowego czasu trzeba dodać do już istniejącego czasu dla 1,5 mm. Dlatego wykonuje się działanie: czas dla 4,0 mm minus czas dla 1,5 mm. Podanie czasu końcowego byłoby inną wielkością.
W praktyce zależność często nie jest liniowa, bo proces jest związany z dyfuzją węgla, a ta zwykle daje przyrosty malejące w czasie. Dlatego potrzebny jest wykres lub tabela technologiczna: proste "podwojenie czasu" nie musi oznaczać "podwojenia grubości".
Typowe pomyłki to: odczyt z krzywej dla innej temperatury, mylenie osi (czas/grubość), przesunięcie odczytu o jedną działkę skali, zaokrąglanie bez sprawdzenia jednostek oraz podanie czasu całkowitego zamiast wymaganego wydłużenia (różnicy).
Czas zwiększa się, gdy wymagana jest większa głębokość/grubość warstwy, np. dla elementów narażonych na zużycie (koła zębate, wałki, krzywki). Wydłużenie czasu musi być zgodne z technologią, bo wpływa na koszty, obciążenie pieca i ryzyko niepożądanych zmian struktury.
Wyższa temperatura zwykle zwiększa szybkość dyfuzji węgla, co może skracać czas potrzebny do uzyskania danej warstwy. Jednak nie można dobierać temperatury "w ciemno", bo ograniczają ją wymagania materiałowe i technologiczne. Dlatego na egzaminie trzymasz się podanej temperatury i odczytujesz wartości z wykresu.
To zależy od dokładności skali wykresu. Jeżeli wykres pozwala na odczyt z dokładnością do pełnych godzin, zaokrąglenie do 1 godziny bywa akceptowalne. Jeśli skala jest gęsta i umożliwia dokładniejszy odczyt, lepiej podać wynik zgodny z wykresem. Zawsze trzymaj się jednostek osi.
Odszukaj legendę wykresu (oznaczenia temperatur) i upewnij się, że odczyt wykonujesz z linii opisanej 950°C. Jeśli są podobne wartości (np. 900°C i 950°C), porównaj przebieg: wyższa temperatura zwykle odpowiada krótszym czasom dla tej samej grubości, co pomaga wychwycić pomyłkę.
Ćwicz systematycznie odczyt z różnych wykresów: najpierw identyfikacja osi i jednostek, potem wybór serii danych (np. temperatura), następnie odczyt punktów i proste działania (różnica, przyrost). Warto robić "kontrolę sensu": czy wynik rośnie wraz z wymaganą grubością i czy zgadza się z intuicją procesową.
info

Statystycznie 41% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: Carburizing — https://en.wikipedia.org/wiki/Carburizing (dostęp: 2026-03-02)
  • ScienceDirect Topics: Carburizing — https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/carburizing (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z obróbki cieplnej oraz cieplno-chemicznej stali (rozdziały o nawęglaniu)
  • Zadania z interpretacji wykresów technologicznych (czas–temperatura–efekt procesu)
  • Instrukcje technologiczne zakładowe dla nawęglania (jeśli dostępne w pracowni)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego