Методическое пособие 610

Улучшаемые легированные конструкционные стали. К улучшаемым легированным конструкционным сталям относится большое количество сталей, применяемых в машиностроении, например стали 38ХА, 30ХГСА, 40ХНМА и др.

Рассмотрим структуру стали 30ХГСА (хромансиль) в равновесном состоянии и после закалки и высокого отпуска. Сталь обладает хорошей свариваемостью и высокими механическими свойствами, широко применяется в машиностроении, в частности, в самолетостроении (сварные узлы, фюзеляж, лонжероны, подмоторные рамы и т.п.)

На рис. 24 показана структура стали 30ХГСА после отжига при 860 0С. Структура состоит из перлита и феррита, т.е. металло стали.

На калки с 860

Рис. рит, х500

39

отпуск мартенсита,

Задание и порядок его выполнения

1.Зарисуйте предложенные Вам диаграммы трехкомпонентной системы, определив на них положение вашего сплава. Опишите возможный фазовый состав исследуемого сплава при комнатных и повышенных температурах.

2.Определите и обоснуйте, к какому классу (цементуемые или улучшаемые) относятся стали, предложенные Вам для исследования.

3.Изучите и зарисуйте диаграммы изотермического превращения и термокинетическую диаграмму изучаемого сплава, отметив их отличие и отличие от аналогичных диаграмм углеродистых сталей.

4.Обоснуйте выбор вида упрочняющей термической обработки исследуемой стали на основании рабочих условий при

ееиспользовании по назначению.

40

5.Проведите структурный анализ сталей после различных видов термической обработки и опишите полученный результат.

6.Проведите исследование характера изменения твердости от вида термической обработки стали и постройте график зависимости твердости от вида термообработки.

7.Проведите структурный анализ и измерение твердости цементованного слоя в исследуемом объекте. Зарисуйте строение цементованного слоя.

8.Опишите полученные результаты и обоснуйте изменение механических свойств при изменении вида термообработки

сточки зрения изменения структуры.

Контрольные вопросы

1.Зачем вводят легирующие элементы в конструкционные стали с точки зрения изменения условий их упрочняющих термообработок?

2.Как влияют легирующие элементы (такие как хром, никель, молибден, марганец, титан) на структуру и свойства стали?

3.Как влияют легирующие элементы на форму кривых изотермического превращения аустенита и технологию закалки?

4.Какие виды упрочняющей термообработки для улучшаемых и цементуемых сталей Вам известны?

5.Как определяют положение сплава на концентрационном треугольнике и его фазовый состав при определенной температуре?

6.Какие основные механические свойства улучшаемых и цементуемых сталей после термообработки Вам известны?

7.Какую структуру имеют стали этих классов после отжига, закалки, закалки с последующим отпуском, закалки и обработки холодом?

41

8.Каков принципиальный режим цементации и азотирования стали?

9.Каково строение (структура) цементованного слоя?

10. Какие виды деталей и почему подвергаются ХТО?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Примеры влияния легирующих элементов на вид диаграммы изотермического распада аустенита, свойства

и температуру мартенситного превращения

Рис. П.1. Диаграммы изотермического распада аустенита: а – углеродистая сталь (1) и сталь, легированная некарбидообразующими элементами (2); б - углеродистая сталь (1) и сталь, легированная карбидообразующими элементами (2)

42

Рис. П.2. Влияние легирующих элементов на свойства феррита: а - твердость; б - ударная вязкость

Рис. П.3. Влияние легирующих элементов на температуру мартенситного превращения (а) и количество остаточного аустенита (б) в сталях, содержащих 1 % С

43

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Лахтин, Ю.М. Материаловедение [Текст]/ Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. - М.: Металлургия, 1990.

2.Гуляев, А.П. Металловедение [Текст]/ А.П. Гуляев. М.:

-Металлургия, 1992.

3.Арзамасов, Б.Н. Материаловедение [Текст]/ Б.Н. Арзамасов. - М.: Машиностроение, 2003.

4.Геллер, Ю.А. Материаловедение (Лаб. работы, методы анализа, задачи) [Текст]/ Ю.А. Геллер, А.Г. Рахштадт. - М.: Металлургия, 1985.

5.Травин, О.В. Материаловедение [Текст]/ О.В. Травин, Н.Т. Травина. М.: - Металлургия, 1991.

6.Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов [Текст]/ Ю.М. Лахтин. - М.: Металлургия, 1993.

СОДЕРЖАНИЕ

Лабораторная работа №5. Микроструктурный анализ

44

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторных работ по курсу

«Фазовые равновесия и структурообразование» для студентов направления 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов» (профиль «Физическое материаловедение») очной формы обучения

Часть 2

Составители: Юрьева Валентина Александровна Горожанкина Ольга Владимировна Жиляков Дмитрий Геннадьевич

В авторской редакции

Компьютерный набор О.В. Горожанкиной

Подписано к изданию 30.09.2016. Уч.-изд. л. 2,7.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14