2. С помощью диаграммы состояния железо-цементит обоснуйте выбор режима термической обработки, применяемой для устранения цементитной сетки в стали у11а.

Рассмотрим процессы затвердевания, формирования первичной структуры и дальнейших структурных превращений в твердом состоянии углеродистой стали У11А.

Затвердевание происходит в один этап при температуре ниже 1147 ^оС. Жидкая фаза с 4,3 % С образует эвтектическую структуру: смесь аустенита с 2,14 % С и цементита. Эта эвтектика называется ледебуритом. Как и всякая эвтектическая реакция, отвечающая нонвариантному (безвариантному) равновесию протекает при постоянной температуре и постоянном составе фаз. При эвтектической реакции ниже (1147 ^оС) содержание углерода в аустените максимально (2,14 %). Дальнейшее охлаждение от температуры 1147 ^оС до 727 ^оС приводит к непрерывному уменьшению в нем углерода согласно линии ограниченной растворимости ЕS. Углерод выделяется из аустенита в виде цементита, который называется вторичным цементитом (Цвторичн.). Однако он, как правило, не обнаруживается, т.к. присоединяется к эвтектическому цементиту. Ниже температуры 727 ^оС аустенит эвтектики состава (0,8 %С) претерпевает эвтектоидное превращение , т.е. образуется перлит.

Рис.3. Диаграмма состояния “железо-цементит” (структурная) и кристаллизация стали У11А.

3. Детали машин из стали 30ХН3А закалены: одни – от температуры 750 ^оС, а другие – от температуры 820 ^оС (охлаждение в масле). После закалки в обоих случаях проведен высокий отпуск при температуре 600 ^оС. Покажите графически данные режимы обработки и объясните, какие из этих деталей имеют лучшие эксплуатационные свойства и почему? Укажите состав и определите группу стали по назначению, объяснив влияние легирирования на превращения, происходящие при термической обработке данной стали.

Сталь 30ХН3А	ГОСТ 4543-71
Плотность 7850 кг/м.куб. Назначение Венцы ведомых колес тяговых зубчатых передач электропоздов, шестерни и другие улучшаемые детали. Может применяться при температуре -80°С (толщина стенки не более 100 мм). Модуль упругости E=215000 МПа Модуль сдвига G=84000 МПа Свариваемость ограниченная. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка [50]. KVmet 0.850 Xmat 0.100 Kshl 0.900 Температура ковки Начала 1220, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм - в яме. Химический состав Кремний:0.17-0.37,Марганец:0.30-0.60,Медь:0.30, Никель:2.75-3.15,Сера:0.025,Углерод:0.27-0.33, Фосфор:0.025,Хром:0.60-0.90, Склонность к отпускной способности склонна Механические характеристики Состояние Сигма-В, МПа Сигма-Т, МПа Кси, % Дельта, % НВ Доп. Закалка 820 гр (масло) Отпуск 530 гр (вода или масло). 980 785 50 10 241   Закалка 850 гр (масло) Отпуск 530 гр (вода или масло). 1670 1420 50 12 241   Закалка 850 гр (масло) Отпуск 530 гр (вода или масло). 1670 1370 45 12 241