Литература

1. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы, задачи. – М.: Металлургия, 1984.

2. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: Учеб. пособие / под ред. В.С. Чередниченко. – 3-е изд., стер. – М.: Омега-Л, 2007. – 752 с.

3. Материаловедение. Технология металлов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др. под общей ред. Г.П. Фетисова. – М: Высш. шк., 2006.

Лабораторная работа № 12

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Цель работы

Изучить основы термической обработки углеродистых сталей.

Рабочее задание

1. Изучить теоретический материал, по описанию структурных превращений, происходящих при нагреве и охлаждении железоуглеродистых сплавов с различной скоростью;

2. Заполнить табл. П1;

3. Начертить стальной угол диаграммы состояния Fe-C сплавов (рис. 8.5);

4. Провести фигуративную прямую для марки стали, подлежащей термической обработке, и отметить на ней температуры, до которых предстоит нагревать опытные образцы;

5. Заполнить форму протокола термической обработки опытных образцов (табл. П2).

Оборудование и материалы

Электропечь лабораторная, твердомер ТК-2, твердомер ТКМ-359, лабораторные образцы сталей, бачки с холодной и горячей водой и минеральным маслом.

Порядок выполнения работы

1. По диаграмме Fe – Fе₃С определить оптимальную температуру нагрева стали 45 для получения структуры мелкозернистого аустенита;

2. Нагреть муфельную печь до этой температуры;

3. Загрузить 4 образца в нагретую печь и выдержать их в течение 15 мин;

4. Охладить один образец на спокойном воздухе, другой – в кипящей воде, третий – в минеральном масле и четвертый – в холодной воде;

5. Зачистить каждый образец с двух сторон для удаления окалины;

6. Измерить их твердость на приборе Роквелла и среднее значение из трех испытаний записать в сводную таблицу;

7. Установить в муфельных печах заданные температуры отпуска (200; 300; 400; 500 и 600 °С);

8. Заложить в них по одному предварительно закаленному образцу, выдержать в течение 30 мин. и охладить на воздухе;

9. Зачистить образцы с двух сторон, измерить их твердость и среднее значение из трех измерений записать в сводную таблицу;

10. Перенести данные сводной таблицы в таблицу п. 4 и п. 5 бланка отчета;

11. Построить графики зависимости твердости от скорости охлаждения и температуры отпуска;

12. Идентифицировать каждую операцию термической обработки и установить соответствующую ей микроструктуру;

13. Результаты замеров твердости по методу Роквелла записываются в соответствующую графу таблицы, затем переводятся в значения твердости по Бриннелю по переводной таблице (табл. П3) и записываются в графу «Твердость НВ, кгс/мм²».

Обработка результатов, их обобщение и выводы

После заполнения всех граф протокола термообработки каждый студент должен произвести обработку результатов эксперимента, т.е. построить графики зависимости твердости от скорости охлаждения НВ=f(U_охл) и зависимости твердости от температуры отпускаНВ=f(Т_отп).

Проанализировав построенные графики, сделать выводы:

1. О характере изменения твердости стали в зависимости от скорости охлаждения в различных средах;

2. О характере изменения твердости стали в зависимости от температуры отпуска.