KWALIFIKACJA MTL5 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 29.
Określ na podstawie wykresu temperaturę wyżarzania zupełnego stali o zawartości 0,6% C.
Ilustracja przedstawia wykres fazowy stali, który jest używany w kontekście egzaminu zawodowego dla technika hutnika,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wyżarzanie zupełne dla stali podeutektoidalnej (0,6% C) wymaga nagrzania do zakresu austenityzowania, czyli powyżej linii przemiany (A3) i z odpowiednim zapasem technologiczno-czasowym. Z wykresu dla 0,6% C odczytuje się wartość odpowiadającą temu zakresowi, co daje 800°C.

Pełne wyjaśnienie:

Wyżarzanie zupełne to rodzaj obróbki cieplnej, którego celem jest uzyskanie struktury równowagowej o obniżonej twardości i lepszej plastyczności, zwykle przez pełne przejście w austenit i następnie powolne chłodzenie.

Dla stali o zawartości 0,6% C (stal podeutektoidalna) kluczowe jest, że temperatura procesu powinna być dobrana powyżej temperatury granicznej, przy której kończy się przemiana w austenit (w praktyce odczytywanej z odpowiedniego wykresu technologicznego lub z wykresu równowagi Fe–C jako linia A3). Odczytana z wykresu temperatura wyżarzania zupełnego dla 0,6% C wynosi 800°C, co odpowiada typowej zasadzie doboru temperatury austenityzowania dla tego składu.

Dlaczego pozostałe wartości są nieprawidłowe w kontekście takiego odczytu z wykresu? Wartości 720°C i 750°C są zbyt niskie, bo mogą kojarzyć się z okolicą przemiany eutektoidalnej (A1) lub z procesami wymagającymi niższych temperatur. Dla wyżarzania zupełnego stali podeutektoidalnej taka temperatura nie zapewnia pełnego austenityzowania całej objętości materiału według standardowego doboru z wykresu. Z kolei 980°C jest zbyt wysokie dla tej zawartości węgla w typowym ujęciu wykresowym i może prowadzić do niepożądanego rozrostu ziaren austenitu lub doboru parametrów charakterystycznych dla innych zakresów/operacji.

W zadaniach "na podstawie wykresu" najważniejsze jest poprawne wskazanie punktu dla 0,6% C na osi składu, poprowadzenie do krzywej/obszaru przypisanego wyżarzaniu zupełnemu i odczyt temperatury na osi pionowej. Jeżeli wykres podaje zakres, na egzaminie zwykle oczekuje się wartości wskazanej na wykresie jako zalecanej (np. wartość reprezentatywna w środku zakresu).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wyżarzanie zupełne to obróbka cieplna polegająca na nagrzaniu stali do temperatury zapewniającej powstanie austenitu (zgodnie z wykresem dla danego składu), wygrzaniu, a następnie powolnym chłodzeniu. Stosuje się je, by zmiękczyć materiał i ujednorodnić strukturę.
Najpierw znajdujesz 0,6% C na osi składu, potem prowadzisz linię do krzywej/obszaru odpowiadającego wyżarzaniu zupełnemu (zwykle powyżej temperatury pełnej austenityzacji). Na końcu odczytujesz temperaturę z osi pionowej w miejscu przecięcia.
720°C kojarzy się z przemianą eutektoidalną (linia A1), bo jest często przywoływana w nauce o stalach. Jednak wyżarzanie zupełne stali podeutektoidalnej zwykle wymaga temperatur wyższych, aby uzyskać austenit w całej objętości, a nie tylko przemiany w pobliżu A1.
W praktyce często podaje się zakres temperatur (np. z zapasem technologiczny ponad temperaturę graniczną). Na wykresach egzaminacyjnych bywa jednak zaznaczona wartość "zalecana" lub reprezentatywna. Dlatego ważne jest, jak dokładnie opisano i narysowano wykres.
Typowe pomyłki to: odczyt dla złej zawartości węgla (np. 0,8% zamiast 0,6%), pomylenie osi (składu i temperatury), nieuwzględnienie, że wykres pokazuje zakres, oraz mechaniczne wybieranie wartości kojarzonej z A1 zamiast temperatury pełnego austenityzowania.
Zawartość węgla zmienia położenie obszarów przemian fazowych na wykresie Fe–C, a więc wpływa na temperaturę, przy której stal przechodzi w austenit. Im inny skład, tym inna temperatura graniczna i inny zalecany poziom nagrzania do procesu wyżarzania zupełnego.
Stosuje się je m.in. przed obróbką skrawaniem (żeby obniżyć twardość), po przeróbce plastycznej (żeby zmniejszyć naprężenia i ujednorodnić strukturę) oraz w przygotowaniu półwyrobów stalowych do dalszych etapów technologicznych.
Zbyt wysoka temperatura może sprzyjać rozrostowi ziaren austenitu, co pogarsza własności mechaniczne po chłodzeniu, a także zwiększa ryzyko utleniania i odwęglenia powierzchni. Dlatego temperaturę dobiera się z wykresu i utrzymuje w zalecanym zakresie, a nie "na zapas".
Stal podeutektoidalna ma zawartość węgla mniejszą niż skład eutektoidalny. Na typowym wykresie Fe–C znajduje się więc po lewej stronie punktu eutektoidalnego. To wpływa na to, że do pełnego austenityzowania odnosisz się do linii A3, a nie do linii charakterystycznej dla stali nadeutektoidalnych.
Warto ćwiczyć: (1) szybkie lokalizowanie zawartości C na osi składu, (2) odczyt temperatur A1 i A3/Acm dla różnych składów, (3) rozróżnianie procesów: wyżarzanie zupełne, normalizowanie, wyżarzanie zmiękczające. Pomaga też rozwiązywanie arkuszy z poprzednich lat.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 47% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Wyżarzanie zupełne dla stali podeutektoidalnej (0,6% C) wymaga nagrzania do zakresu austenityzowania, czyli powyżej linii przemiany (A3) i z odpowiednim zapasem technologiczno-czasowym."

Źródła:

  • ASM Handbook, Volume 4: Heat Treating, rozdziały dotyczące wyżarzania stali i doboru temperatur austenityzowania, ASM International (wydanie zależne od wersji)
  • George E. Totten (ed.), Steel Heat Treatment Handbook: Metallurgy and Technologies, rozdziały: annealing / austenitizing temperatures (wydanie zależne od wersji)
  • William D. Callister, David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering: An Introduction, rozdział o wykresie fazowym Fe–C i przemianach w stalach (wydanie zależne od wersji)

Materiały:

  • Podręczniki do materiałoznawstwa i obróbki cieplnej stali (rozdziały: wykres Fe–C, wyżarzanie)
  • Tablice/wykresy technologiczne obróbki cieplnej stali dla różnych zawartości węgla
  • Ćwiczenia z odczytu danych z wykresów (temperatura–skład) i interpretacji przemian fazowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego