2. Методика выполнения лабораторной работы
1. Определить твердость всех образцов до начала термообработки.
2. Используя диаграмму «Железо-углерод», определить температуру нагрева
стали под закалку.
3. Ориентировочно определить необходимую продолжительность нагрева образцов в печи, учитывая, что 1 мм сечения прогревается до нужной температуры за 50... 60 °С;
4. Закалить образцы с № 2 по № 9; № 10 — нормализовать. Определить твердость образцов после термообработки.
5. Закаленные образцы с № 3 по № 9 отпустить при: № 3 - 200 °С;
№ 4 - 300 °С; № 5 - 400 °С; № 6 - 500 °С; № 7 - 550 °С; № 8 - 600 °С; № 9 — 700°С; № 10 — нормализовать.
6. Построить график зависимости твердости стали от температуры отпуска. По оси абсцисс (100 мм) отложить значения температуры нагрева при отпуске стали, по оси ординат (70...80 мм) — значения твердости. Использовать все значения измеренной твердости.
7. В выводе по работе указать марку закаленной стали, первоначальную твердость и полученную после закалки, доказательно описать установленную закономерность, указать, на сколько процентов понизилась твердость стали после отпуска температуры от 200 до 700 °С, сравнить о твердостью стали после нормализации.
8. Для предупреждения окисления образцов необходимо, чтобы продолжительность нагрева была минимальной и достаточной для завершения структурных превращений. При отпуске и нормализации образцы охлаждать на воздухе, не ускоряя отвод теплоты, иначе повысится их твердость. Перед измерением твердости обе плоскости образцов зачистить шлифовальной бумагой, удалив следы окалины и раковины.
9.
Результаты измерений и наблюдений
занести в таблицу №2 «Результаты
измерений».
3. Вопросы для самоподготовки
1. Цели термообработки стали,
2. Назначение, разновидности, технология отжига.
3. Назначение нормализации,
4. Назначение, разновидности, технология закалки.
5. Назначение, разновидности отпуска.
Литература: [7] с.157-190; [2] с. 223-317; [4] с. 152-220.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
Ознакомление с химическим составом, маркировкой, свойствами и областью применения сталей и чугунов
Цель работы:
ознакомиться с составом, маркировкой, свойствами сталей, чугунов и твердых сплавов и на основе выполнения индивидуальных заданий приобрести навыки правильного и обоснованного выбора материала для изготовления заданной детали.
1. Классификация сталей
Стали представляют собой железоуглеродистые расплавы с концентрацией углерода от тысячных долей до 2,14 %. Кроме углерода они содержат: марганец, кремний, другие легирующие элементы, а также вредные примеси (сера, фосфор, кислород, водород, азот и др.).
По содержанию углерода стали подразделяются на:
- низкоуглеродистые ([С]< 0,3 %) - невысокой прочности, пластичные, не поддаются термообработке, конструкционные стали применяются в строительстве и для изготовления деталей, не несущих больших нагрузок;
- среднеуглеродистые ([С]=0,3 - 0,6 %) - прочные, но и относительно пластичные - применяются для изготовления подавляющего числа деталей машин и механизмов - это основные машиностроительные конструкционные стали;
-высокоуглеродистые ([С]>0,6 %) - очень твердые, малопластичны -инструментальные стали применяется для изготовления инструмента.
По содержанию легирующих элементов стали, подразделяются на:
-углеродистые - не содержат легирующих элементов;
-низколегированные - суммарное содержание легирующих элементов не превышает 3 %;
-среднелегированные - суммарное - от 3 до 10 %;
-высоколегированные - суммарное - от 10 до 50 %;
-сплавы свыше 50 %
По качеству (допустимым содержание серы фосфора) и способам производства стали:
-обыкновенные - ([S]<0,055 %; [Р]<0,070 %) - выплавляются в кислородных конвертерах;
-качественные - выплавляются в мартеновских печах и кислородных конвертерах ([S]<0,036 %; [Р]<0,030 - 0,036 %);
-высококачественные- ([S]< 0,020 - 0,030 %; [Р]< 0,030 - 0,035 %) -выплавляются в электрических печах;
-особовысококачественные - подвергнутые дополнительному рафинированию ([S]=0,015 %; [Р]=0,020 -0,035 %).
По степени раскисленности (содержанию в металле и микроструктуре слитков) стали делят на:
- кипящие ( Si<0,07 %) - микроструктура слитков в пузырях, непрочные, мягкие, пластичные - для изготовления листа,
-спокойные ([Мп]=0,4 - 0,8 %; [Si]=0,17 - 0,3 %) - макроструктура плотная; прочные, пониженная пластичность; для изготовления и конструкций нагруженных;
-полуспокойные ([Мп] = 0,2 %; [Si] - 0,1 %) - макроструктура имеет частично газовые пузыри из СО; частично - плотная; относительно прочные и относительно пластичные.