Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

Кафедра металлургии и технологии сварочного производства

Составитель: Алистратов В. Н.

Лабораторная работа №3

по дисциплине«Поверхностная обработка сварочными источниками нагрева» «Изучение влияния режимов поверхностной обработки на величину ЗТB»

/Методические указания для студентов специальности 6.092.303/

Утверждено на заседании кафедры «Металлургия и технология сварочного производства», протокол № 5 от 15.11.2009 Одобрено: методической комиссией сварочного факультета, протокол № 5 от 4. 02. 2009г.

Мариуполь - 2009 .

УДК 621.791.042.

Методические указания к выполнению лабораторной работы № 3 «Изучение влияния режимов поверхностной обработки на величину ЗТB» по курсу «Поверхностная обработка сварочными источниками нагрева» для студентов специальностей 6.092.303

Сост. В.Н. Алистратов. – Мариуполь: ПГТУ, 2009, - 9 с.

Приводятся основные сведения о параметрах термического цикла и влиянии режимов плазменной обработки сталей на величину ЗТB.

.

Составитель: В.Н. Алистратов, доц.

Ответственный

за выпуск: В.В. Чигарев, проф.

Председатель

методической комиссии

сварочного факультета А. Д. Размышляев, проф.

Цель работы : Изучить влияние режимов плазменной обработки сталей на пара­метры термического цикла и величину зтb.

1. Теоретическая часть

Эксплуатационные характеристики изделия упрочненного плазмен­ной обработкой определяются сформировавшейся структурой, а также величиной упрочненного слоя, которые зависят от материала изделия и технологий обработки. Влияние технологии определяется видом используемого плазмообразующего газа, расположением упрочненных слоев и параметрами режима обработки.

Зона термического воздействия плазменной струи имеет форму сегмента. При обработке без оплавления она состоит из закаленной зоны, в которой произошли мартенситные превращения и переходной к исходному материалу. При обработке с оплавлением возникает дополнительная поверхностная зона оплавления (закалка из жидкого состояния).

Независимо от состава стали микроструктура закаленной зоны состоит из мартенсита, остаточного аустенита и (при наличии соответствующего легирования) карбидов. Важнейшей отличительной особенностью структур сформировавшихся при плазменном упрочнении является высокая степень дисперсности мартенсита. Формирование такой структуры обусловлено малыми размерами аустенитных зерен ,образовавшихся при высокоскоростном плазменном нагреве.

Малый размер аустенитного зерна объясняется следующим образом. Несмотря на высокие температуры нагрева при оптимальных режимах обработки, близкие к температуре плавления, рост зерна аустенита, а также его гомогенизация не происходит из-за чрезвычайно малой длительности пребывания металла при данной температуре и последующего резкого охлаждения. По этим же причинам задерживается и растворение кабидов.

Термический цикл - один из главных критериев оценки влияния параметров режима на изменение структуры в участках металла, под­вергшихся тепловому воздействию. Основными параметрами термичес­кого цикла являются: максимальная температура нагрева (Т_max), скорость нагрева (W_н) в интервале температур (Ас₃...Т_max); время пребывания металла выше критической точки (Ас₃) при нагреве ( ), охлаждении ( ) и суммарное ( ), скорость охлаждения в интервалах температур превращения аустенита 800...500°С (W_800-500) и 600...500°C (W_600-500), а также соответствующие этим интерва­лам температур длительности охлаждения t_800-500 и t_600-500; мгновенная скорость охлаждения W_o при температуре наименьшей устойчивости аустенита Т_min.

Опыт использования плазменного упрочнения показывает, что термический цикл нагрева и охлаждения материалов наиболее удобно варьировать изменением таких параметров режима, как ток дуги I_д и скорость перемещения плазмотрона V_n при постоянном оптималь­ном уровне других параметров (расход плазмообразующего газа Q_г и охлаждающей воды Q_в, расстояние от среза сопла до обраба­тываемой поверхности l).

Для расчетов температурных полей при поверхностной обработке источники тепла можно классифицировать следующим образом : при нагреве токами высокой частоты источник тепла – неподвижный плоский, при лазерной и электроннолучевой обработке – подвижный или быстродвижущийся точечный, при плазменной обработке дугой косвенного действия - подвижный или быстродвижущийся нормально круговой источник, при плазменной обработке дугой прямого действия – подвижный или быстродвижущийся точечный.