TRINIAETH GWRES DUR STEEL HEAT TREATMENT

There are 4 main treatments: Pwrpas trin metelau trwy eu cynhesu au oeri ydi newid eu priodweddion er mwyn eu gwneud yn fwy defnyddiol Mae 4 prif triniaeth Caledu Gwydno Normaleiddio Analeiddio The purpose of treating metals by heating and cooling is to change their properties to make them more useful There are 4 main treatments: Harden Toughen Normalise Annealing

Mae trin metalau yn gywir yn dibynnu ar tri pheth 1 – Gwres – pa dymheredd fydd angen ei gyrraedd 2 – Carbon – Faint o carbon sydd yn y dur 3 – Oeri – sut mae oeri y metel yn effeithio ar y priodweddion Ar y dudalen nesaf welwch DEIAGRAM HAEARN CARBON. Mae hwn yn BWYSIG iawn – o hwn me peiriannwyr yn penderfynnu dut i drin metel. Mae’n disgrifio metel ar lefel adeiladwaith moleciwlaidd – Ferrite – meddal a hydwyth, Pearlite – Gwydn, Cementite caled ond brau. Mae adeiladwith dur yn newid pan yn ei gynhesu ac mae’r diagram yn dangos fod dur gyda 0.85% carbon ar dymheredd o 700 oC wedi cyrraedd y pwynt Eutectoid – sef defnydd Caled ond gwydn perfaith. Correct heat treatment depends on three things 1- Heat – what temperature do we need to heat the steel 2. Carbon – what’s the steels carbon content 3. Cooling – how its cooled effects the properties On the next page is the IRON CARBON DIAGRAM. This is very important and forms the basis of all steel heat treatment. It shows what happens to steels structure when heated at a molecular level – Ferrite – soft and ductile, Pearlite is tough, Cementite – hard and brittle. The structure of steel changes when heated and the diagram shows that steel with 0.85% carbon heated to 700oC will reach the Eutectoid Point – a strong and tough balanced steel.

CALEDU Pwrpas caledu ydi gwneud dur yn galetach proses syml o gynhesu ac wedyn oeri yn sydyn. Mae’r diagram ar y dudalen nesaf yn dangos y tymheredd sydd angen ei gyrraedd cyn oeri y dur – mae’n dangos ni allwch caledu dur gyda llai na 0.3% Carbon. Oeri – Mae’r tabl isod yn dangos beth mae oeri dur mewn hylif gwahanol yn ei wneud I briodweddion y dur – eto yn ddibynnol ar cynnwys carbon y dur HARDENING It’s purpose is to make steel harder – a simple process – heat the steel then cool quickly. The Diagram on the next page shows hardening temperatures for different carbon values – it also shows you cannot harden steel less than 0.3% Carbon. Cooling – table below shows how cooling or quenchinh in different liquids affect the properties – depending on the carbon present.

TYMHERU Pwrpas tymheru ydi troi dur sydd wedi eu caledu yn fwy GWYDN. Mae dur caled yn frau ac yn cracio yn hawdd os yn ei daro – i’w wneud yn fwy gwydn rhaid ei gynhesu ai oeri yn aer y gweithle – yn araf -. Mae’r tabl yn dangos lliwiau tynheru yn erbyn tymheredd a pwrpas – Enghraifft - ar gyfer creu Driliau bydd angen cynhesu y dur caled i 240oC neu lliw “dark straw” a gadael iddo oeri. TEMPERING Hardened steel is brittle and will crack if hit – the purpose of tempering is to make it tougher. To temper you heat the steel to the tempering temperature then cool in air – slow cool. This table shows typical tempering temperatures with the colour the steel achieves when heated. Example – toughening drills, heat the steel to 240oC or dark straw and cool in air.

ANNEALING It’s purpose is to make steel softer – especially metal that’s been hardened because of cold working. Metals harden as you work with them cold – “work hardening” – repeated hitting will distort the molecules making the metal hard. Even non ferrous metals suffer – copper and aluminium work harden and need to be annealed or cracks will appear in the component. You can show work hardening in the workshop – repeatedly bend a piece of steel or aluminium backwards and forwards in the vice and eventually it will snap. Annealing is simple – using the annealing carbon steel chart – heat the steel to the desired temperature – depends on carbon %, and allow too cool in the furnace – switching off the furnace for several hours. The metal will be soft and very weak. ANELIO Pwrpas anelio ydi meddalhau metel sydd wedi caledu drwy broses caledu neu trwy weithio. Mae metalau yn caledu wrth iddynt cael eu gweithio – fel mae metel syn cael ei daro i siap yn oer mae’n yn gwaith galedu – mae’r moleciwlau yn cael ei gywasgu felly yn gwneud y metel yn galed . Mae defnyddiau anfferus fel copr ac aliwminiwm yn dioddef o hyn ac angen ei anelio neu fydd craciau yn dangos yn y cydran. Gallwch ddangos gwaith-galedu yn y gweithdy – plygwch darn o fetel neu aliwminim nol a blaen yn y feis ac yn y diwedd gwnaith dorri. Y broses yn syml – rhaid defnyddio y graff ar y dudalen nesaf ich helpu – cynhesu i’r tymheredd cywir (dibynnu ar y carbon) a gadael i oeri yn y ffwrnais – araf iawn iawn – gall hyn cymeryd oriau. Fydd y metel wedi meddalhau ac yn wan. Tymheredd Anelio metalau Anfferus Non Ferrous Annealing Temperatures Aliwminiwm / Aluminium 500-550 °C Copr / Copper 650-750 °C Pres / Brass 600-650 °C

NORMALEIDDIO NORMALISING Pwrpas normaleiddio ydi newid adeiladwaith moleciwlau y metel i’w gwneud yn well i dorri ar beiriant. Mae metel caled yn anodd iw dorri ac arfau , ac mae metel sydd wedi ei anelio yn anodd i’w dorri oherwydd ei fod mor wan. Defnyddiar normaleiddio i rhyddhau diriant (stress) mewn cydrannau mawr ar ol iddynt cael ei gofannu. Proses yn debyg iawn i anelio – cynhesu i’r tymheredd cywir – maes siart ar y dudalen nesaf yn dangos y tymheredd tyn erbyn carbon % - ac wedyn ei oeri mewn aer – oeri cyflymach. NORMALISING It’s purpose is to change the molecular structure of the metal to make it easier for cutting on machines. Hard metals are difficult to cut with tools, and annealed metal is very difficult because its so soft and weak. Normalising is also used to stress relief large forged components. A very similar process to annealing – heat to temperature shown on normalising graph (next page) and them cool in Air – much faster cooling.