Структура і твердість сталі 45 після гартування і відпуску

Вид термічної обробки	Режим термічної обробки	Твердість, HRC	Схема структури	Структ. складові	Особливості структури
гартування	нагрівання до час нагр. і витр. охолодж.				Мартенсит має гольчасту будо-ву, сталь тверда і крихка
низький відпуск	нагрівання до час нагр. і витр. охолодж.				Мартенсит від-пуску, знято вну-трішні напруж.
середній відпуск	нагрівання до час нагр. і витр. охолодж.				Троостит відпус-ку – дисперсні частинки цемен-титу у фериті
високий відпуск	нагрівання до час нагр. і витр. охолодж.				Сорбіт відпуску – цементитні ча-стинки збільши-лись у розмірі

67

Лабораторна робота № 7а

Тема: Дослідження мікроструктури сталей після термічної обробки.

Мета: Виявити вплив термічної обробки на структуру та властивості сталі.

Завдання

1 .Ознайомитися а основними видами термічної обробки ( відпалювання, нормалізацією, гартуванням, відпусканням).

2. Розглянути мікро шліфи з різною термічною обробкою.

3. Замалювати схематичне зображення структурних перетворень, які відбуваються при гартуванні доєвтектоїдаих та заевтектоїдних сталей.

4.3амалювати мікроструктури сталі марки Сталь 45 після відпалювання, нормалізації, гартування.

5.Описати вплив термічної обробки на структуру та властивості сталі.

Обладнання і матеріали:

- металографічний мікроскоп ( МІМ-7 );

- набір мікрошліфів вуглецевих сталей;

- альбом фотокарток мікрошліфів;

Методичні рекомендації

Метою термічної обробки є отримання завданих властивостей сплаву шляхом зміни його структури.

При відпалюванні сталі нагріваються вище фазових перетворень, витримуються деякий час і повільно охолоджуються ( як правило разом з піччю).

Швидкість охолодження при відпалюванні повинна забезпечити перетворення аустеніту в ферито-цементитну суміш ( для легованих сталей -30-100 град / год; для вуглецевих - 150-200 град / год.)

Після відпалювання отримують структури які відповідають діаграмі стану "залізо -цементит", так:

- для доєвтектоїдаих сталей - перліт і ферит

- для евтектоїдної сталі - перліт;

- для заевтектоїдних сталей - перліт і цементит вторинний. ,

При нормалізації сталь охолоджується з більшою швидкістю, чим при відпалюванні (на повітрі ). При цьому утворюється дрібніша структура, ніж при відпалюванні, так:

- для низьковуглецевих сталей - ферит і перліт

- для середаьо-та високовуглецевих - сорбіт;

Твердість і міцність при нормалізації вище ніж при відпалюванні.

При гартуванні сталі нагрівають до температур :

- доевтектоїдні - Асз + ( 30 - 50 )°С;

- заевтектоїдаі - Асі +'( 30 - 50 )°С.

Охолодження відбувається зі швидкістю більше критичної ( 15.0 -200 град /сек ), яка забезпечує перетворення аустеніту в мартенсит. Мета гартування - отримання найбільшої твердості та міцності.

При повному гартуванні доевтектоїдної сталі ( див. схему № 1а) вона нагрівається до температури, яка забезпечує отримання однорідного аустеніту. А при швидкому охолодженні - утворення структури мартенситу

П

68

ри неповному гартуванні доевтектоїдної сталі ( нагрів між Асі і Асз) структура сталі буде складатися з аустеніту та фериту ( див. схему № 1).

При наступному охолоджені аустеніт перейде в мартенсит, а ферит залишиться без змін. Залишковий ферит знижує твердість сталі

Схема № 1

Структурні перетворення в доєвтектоїдаих сталях при гартуванні.

Заевтектоїдаі сталі при гартуванні нагрівають до температури Асі + ( 30-50 )°С. Структура заевтектоїдної сталі після гартування буде складатися з мартенситу, цементиту вторинного та підвищеної кількості залишкового аустеніту. Цементит вторинний у заевтектоїдних сталях після гартування має велику твердість , а тому не зменшує твердість загартованої сталі (схема № 2а).

При гартуванні заевтектоїдної сталі з нагрівом вище. Ас_т в структурі загартованої сталі буде присутній крупногольчатий мартенсит з підвищеною кількістю залишкового аустеніту (схема №2б). Наявність великої кількості залишкового аустеніту приводить до зниження твердості; наявність крупних зерен приводить до зниження ударної в'язкості і до збільшення внутрішніх напружень.

Схема № 2.

С

69

труктурних перетворень в заевтектоїдних сталях при гартуванні.