- •Содержание
- •1 Задания1 к упражнениям по теме «Диаграмма фазового равновесия сплавов железо-цементит и термическая обработка стали»
- •2 Исходные данные к заданиям
- •3 Методические указания к выполнению заданий
- •3.1 Назначение параметров режима рекристаллизационного отжига
- •3.2 Назначение параметров режима диффузионного
- •3.3 Выбор оптимального вида и назначение параметров режима
- •3.4 Выбор оптимального вида и назначение режима закалки
- •3.5 Выбор оптимального вида и назначение режима отпуска
- •4 Основные сведения о термической обработке металлов и сплавов
- •4.1 Основные виды термической обработки
- •4.2 Связь между диаграммами фазового равновесия
- •4.3 Выбор температуры гомогенизирующего отжига
- •4.4 Выбор температуры отжига второго рода
- •4.5 Назначение режима закалки углеродистой и легированной сталей
- •4.5.1 Нагрев под закалку
- •4.5.2 Охлаждение при закалке
- •4.5.3 Прокаливаемость стали
- •4.6 Назначение режима отпуска закалённой стали
- •5 Физические явления и фазовые превращения как механизмы
- •5.1 Холодная пластическая деформация и
- •5.2 Внутрикристаллитная (дендритная) ликвация
- •5.3 Основные превращения при термической обработки стали
- •5.3.1 Превращение перлита в аустенит
- •5.3.2 Превращение аустенита в перлит (распад аустенита)
- •5.3.3 Превращение аустенита в мартенсит
- •5.3.4 Превращения мартенсита и аустенита при отпуске
- •Библиографический список
- •Образец оформления титульного листа отчёта
- •Контрольная работа № 2
3.4 Выбор оптимального вида и назначение режима закалки
Приступая к выполнению этого задания, следует обратиться к той части раздела 4.1, в котором даётся общая характеристика закалки как вида термообработки. В нашем случае применительно к сталям следует рассмотреть закалку с полиморфным превращением, или закалку на мартенсит. Особенности мартенситного превращения и мартенсита как фазы, образование которой не удаётся подавить никаким самым доступным быстрым охлаждением, изложены в разделе 5.3.3.
Быстрое охлаждение при закалке подавляет превращение аустенита в феррито-карбидную смесь, которое описано в разделе 5.3.2. Освоив содержание этого раздела, а также раздела 4.5, можно приступать к извлечению необходимых сведений из диаграмм изотермического распада переохлаждённого аустенита двух предложенных в задании сталей – сведений о минимальной устойчивости аустенита τмин и верхней критической скорости закалки vк.
Полученные оценки верхней критической скорости закалки для каждой из двух сталей позволят выбрать закалочную охлаждающую среду. Характеристика закалочных сред приведена в разделе 4.5.2
Выполняя данное задание, следует обратить внимание на важное свойство сталей – прокаливаемость – и сделать вывод о роли легирования сталей. Начальные представления о прокаливаемости даёт раздел 4.5.3.
3.5 Выбор оптимального вида и назначение режима отпуска
закалённых сталей
В настоящее время в мире для удовлетворения потребностей разных отраслей производства выплавляется множество (более двух тысяч) марок сталей. Чтобы разобраться в таком множестве марок, его разбивают на классы, или классифицируют по нескольким признаками (основаниям классификации). Одним из классификационных признаков является назначение. По назначению стали делятся сначала на два больших класса – конструкционные и инструментальные. Деление сталей по назначению отражается в принятой в России системе их маркировки. Более детальные представления о классификации и маркировке сталей и других металлических сплавов можно найти в учебном пособии [13]. Здесь же нас больше интересует разница в требованиях, предъявляемых к конструкционным и инструментальным сталям с точки зрения их эксплуатационных механических свойств.
Главным свойствами инструментальных сталей являются высокая твёрдость, обеспечивающая износостойкость режущего и штампового инструмента, длительная стабильность размеров – для мерительного инструмента, а также. приемлемая вязкость.
Главное, что требуется от конструкционных сталей – сочетание высокой прочности и высокой вязкости. Твёрдость для них не играет решающей роли, зато высокая вязкость обеспечивает хорошую сопротивляемостью ударным нагрузкам.
Издавна человечество эмпирическим путём нашло способы обеспечения разных комплексов эксплуатационных механических свойств сталей разного назначения путём нагрева их после закалки до различных температур, или отпуска. Различные виды отпуска и их режимы описаны в разделе 4.6 руководства. А в разделе 5.3.4 приведены сведения о фазовых превращениях, протекающих при нагреве закалённой стали и формирующих фазовый состав и микроструктуру, которые придают стали требуемые эксплуатационные механические свойства.