20.3.3 Исследование влияния легирующих элементов

на прокаливаемость стали

Этот раздел работы выполняется путем исследования микроструктуры образцов, вырезанных из четырех зон по сечению валов диаметром 600 мм, изготовленных: один – из стали 40, другой – из стали 40ХНМА. Валы подвергали закалке с последующим высокотемпературным отпуском. Если в результате закалки образуется мартенситная структура, то после высокотемпературного отпуска структура в этой зоне превращается в сорбит отпуска. При недостаточной прокаливаемости стали, когда в данной зоне не образуется мартенсит, то после высокотемпературного отпуска структура останется состоящей из пластинчатого перлита и феррита. Такой подход позволяет путем изучения микроструктуры образцов, вырезанных из разных зон крупной детали, судить о прокаливаемости стали, из которой изготовлена деталь.

Для изучения микроструктуры установить образцы на микроскоп, сфокусировать изображение структуры, регулируя макро- и микровинтами, добиться отчетливого (резкого) изображения структуры. Последовательно изучить микроструктуру образцов коллекции. Результаты записать в таблицу 20.2. Выполнить зарисовки микроструктур.

Таблица 20.2

Места вырезки образцов из вала диаметром 600 мм	Название микроструктуры образцов, вырезанных из вала, изготовленного из стали
	40	40ХНМА
Поверхностная зона
На расстояние 200 мм от поверхности вала вглубь
Центр вала

20.4 Содержание отчета

Отчет должен содержать: название работы, ее цель и краткие теоретические сведения, ход работы, зарисовки всех исследованных микро- структур с заключениями, данные по таблицам 20.1 и 20.2, выводы о влиянии легирующих элементов на величину зерна, содержание углерода в перлите, прокаливаемость.

Лабораторная работа № 21

Определение класса легированной стали по структуре после охлаждения на воздухе

21.1 Цель работы

Выучить структуру и твердость легированных сталей после их охлаждения на воздухе от температуры нагревания выше критической, установить структурные классы легированных сталей.

21.2 Краткие теоретические сведения

Наиболее важным влиянием легирующих элементов являются то, что они стабилизируют аустенит, замедляют скорость его распада в области диффузионных превращений, сдвигают вправо линии этих превращений на диаграмме изотермического распада аустенита, снижают температуру мартенситного превращения. При достаточно большом содержимом в стали легирующих элементов структура мартенсита может быть получена даже при охлаждении на спокойном воздухе. Поэтому в зависимости от того, которая образуется структура после охлаждения на спокойном воздухе образцов определенного сечения, различают три класса сталей :

- перлитный - когда после охлаждения на воздухе образуются перлитная, сорбитная, трооститная структуры;

- мартенситный - когда после охлаждения на воздухе образуется мартенситная структура;

- аустенитный - когда аустенит охлаждается на воздухе без превращений и структура аустенита сохраняется при комнатной температуре.

Обычно класс стали связывают с диаграммой изотермического превращения аустенита.

В сталях перлитного класса кривая охлаждения на воздухе Vв пересекает кривые диффузионного распада аустенита при высоких температурах, когда образуется перлитная структура.

В сталях мартенситного класса линии диффузионного распада аустенита смещены вправо. Охлаждение с той же скоростью Vв не приводит к превращению аустениту в интервале диффузионного превращения и аустенит переохлаждается до температур мартенситного превращения и образуется мартенсит.

При еще большем содержания легирующих элементов не только смещаются вправо линии диффузионного превращения, но и точка начала мартенситного превращения М_н снижается ниже 0 °С. При этом охлаждение такой стали на воздухе до комнатной температуре не приводит к распаду аустениту, сохраняется аустенитная структура, и такая сталь относится к аустенитному классу.