Микроструктура после термической обработки.
По структурному признаку стали, содержащие 0,4–0,5 % С, являются доэвтектоидными, а с 0,6 % С — эвтектоидными и заэвтектоидными. Структура доэвтектоидных сталей после отжига состоит из пластинчатого и, реже, зернистого перлита с небольшими участками феррита, заэвтектоидных — из зернистого перлита. Кроме того, в структуре последних наряду с цементитом присутствует карбид МС. После закалки структура характеризуется наличием мартенсита и остаточного аустенита, а при повышенном содержании углерода — еще и избыточных карбидов. Отпуск обеспечивает образование троститной структуры.
Структуры зернистого перлита с постоянно возрастающим количеством пластинчатого перлита
Для повышения износостойкости этих сталей иногда необходимо проведение дополнительной химико-термической обработки (азотирования, нитроцементации и др.), обеспечивающей при правильных выбранных режимах значительное возрастание поверхностной твердости без заметного снижения сопротивления хрупкому разрушению
5. Назначьте марку жаропрочной стали (сильхром) для клапанов автомобильных и тракторных двигателей небольшой мощности:
а) расшифруйте состав и определите класс стали по структуре;
б) назначьте и обоснуйте режим термической обработки;
в) опишите микроструктуру и основные свойства стали после термической обработки.
Для клапанов автомобильных и тракторных двигателей небольшой мощности назначена сталь марки 30Х13Н7С2 ГОСТ 5632-72.
Сталь марки 30Х13Н7С2 состоит:
0.3 % углерода;
13 % Х (хрома);
7 % Н (никеля);
2 % С (кремния).
По структуре данная сталь относится к мартенситному классу - стали с основной структурой мартенсита.
Режим термической обработки:
Закалка с 1040-1060 °С, охлаждение в воде, отжиг при 860-880 °С, охлаждение до 700 °С в течение 2 ч и затем с печью, отжиг при 660-680 °С-30 мин, охлаждение на воздухе, закалка с 790-810 °С, охлаждение в масле.
6. При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура троостит + мартенсит. Нанесите на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. Укажите интервалы температур превращений и опишите характер превращения в каждом из них.
Для получения структуры троостит + мартенсит в стали У8 необходимо нагреть ее до температуры выше точки А1, затем охладить так, чтобы пересечь кривую начала превращения аустенита в перлит в области троостита и, минуя кривую конца превращения, перейти в область мартенсита.
При нагреве стали У8 выше А1 перлит переходит в аустенит. При охлаждении со скоростью ниже критической (см. рис.) образуется ферритно-цементитная структура – троостит и мартенсит.
В зависимости от соотношения содержаний троостита и мартенсита в троостомартенсите (от скорости охлаждения) твердость стали может меняться от 300 НВ (при 100 % троостита) до 650 НВ (при 100 % мартенсита).