Lab3

ИШПР

Нефтегазовое дело

(направление / специальность)

Вариант:

5

(номер вашего варианта)

Дисциплина:

Материаловедение и технология конструкционных материалов

(наименование дисциплины)

Студент:

О-2Б11

Бочкарев В.Д.

14.05.2024

(номер группы)

(фамилия, инициалы)

(дата сдачи)

Руководитель:

Ст. преподаватель

Багинский А.Г.

(должность,

уч. степень, звание)

(фамилия, инициалы)

Цель работы

1) Ознакомиться с процессами, происходящими при отпуске закаленной стали.

2) Изучить влияние температуры нагрева закаленной стали на твердость.

Сталь в закалённом состоянии имеет высокую твёрдость, очень хрупка и не пригодна к эксплуатации.

Термическая операция по отпуску стали проводится с целью

Придания стали необходимых эксплуатационных свойств и уменьшения внутренних напряжений после закалки.

Пересыщенный твердый раствор углерода в -Fe (мартенсит) обладает большим запасом свободной энергии, и поэтому не является стабильным.

Следовательно, при нагреве закалённой стали он должен распадаться с образованием новых структур.

Основной процесс при отпуске стали это:

Нагрев закаленной стали ниже критической температуры, как следствие увеличение скорости диффузии углерода из кристалла.

В зависимости от процессов, происходящих при отпуске, и от изменений структуры и свойств (рис. 1) различают три вида отпуска:

Низкий (низкотемпературный) отпуск применяется для

Деталей, от которых требуются высокие твердость и износостойкость (режущие и мерительные инструменты).

При таком отпуске получается структура, состоящая из

Менее напряженного, чем после закалки, мартенсита и очень мелких карбидов.

она называется

Мартенсит отпуска.

Основные свойства этой структуры:

Повышенная вязкость и пластичность без заметного снижения твердости.

Средний (среднетемпературный) отпуск применяется для

Изделий, от которых требуются высокие упругие свойства (пружины, рессоры, торсионы и т.д.).

При таком отпуске получается структура, состоящая из

Мелких зерен феррита и игольчатых кристаллов цементита.

она называется

Троостит отпуска.

Основные свойства этой структуры:

Сильно повышенный предел текучести и пониженный предел прочности.

Высокий (высокотемпературный) отпуск применяют для

Ответственных деталей машин с высокой надежностью, испытывающих при эксплуатации сложные виды нагружения: статические, ударные, знакопеременные.

При таком отпуске получается структура, состоящая из

Крупных зерен феррита и крупных кристаллов цементита округлой формы.

она называется

Сорбит отпуска.

Марка стали

№ образца

Твердость после закалки, HRC

Температура отпуска, °С

Время отпуска, мин

Твердость образца после отпуска, HRC

Структура стали

20

1

38

200

30

37

Мартенсит отпуска

2

37

400

30

26

Троостит отпуска

3

37,5

600

30

12

Сорбит отпуска

45

1

55

200

40

52

Мартенсит отпуска

2

56

400

40

39

Троостит отпуска

3

55,5

600

40

22

Сорбит отпуска

У12

1

65

200

40

62

Мартенсит отпуска

2

64

400

40

48

Троостит отпуска

3

66

600

40

30

Сорбит отпуска

Рис. 1. Графики изменения твердости закаленной стали в зависимости от температуры отпуска

Виды отпуска

Механические свойства (макс. значения)

Эксплуатационные свойства (макс. значения)

Для каких деталей применяется

Низкий (200 °С)

Прочность

Нагрузки на твердость и износостойкость

Режущие и мерительные инструменты

Средний (400 °С)

Упругость

Знакопеременные нагрузки

Пружины, рессоры, торсионы и т.д.

Высокий (600 °С)

Пластичность, ударная вязкость

Сложные виды нагружения

Ответственные детали машин с высокой надежностью

Изучил процессы, происходящие в стали при процессе отпуска, сделал вывод о высвобождении углерода и изменении свойств материала, проанализировал влияние температуры отпуска стали на ее свойства, отметил, что с повышением температуры повышаются пластичность материала и снижается прочность и твердость и наоборот.