- •Иркутский государственный технический университет металловедение чёрных сплавов
- •Лабораторная работа 1 Диаграмма состояния «железо – углерод»
- •Значение диаграммы состояния «железо – углерод»
- •Компоненты и фазы системы «железо – углерод»
- •Физический смысл точек и линий диаграммы
- •Строение железоуглеродистых сплавов
- •8 Полиморфные превращения
- •Влияние растворимости углерода на структуру сплава
- •9 Распад аустенита при охлаждении
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 2 Изучение микроструктуры и свойств углеродистых сталей и чугунов
- •Влияние постоянно присутствующих примесей на свойства сталей
- •Структурные составляющие в сталях
- •Влияние углерода на свойства стали
- •Технически чистое железо
- •14 Классификация и маркировка сталей
- •Дефекты сталей
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Методические указания и порядок выполнения работы
- •Закалка
- •29 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4 Строение сварного соединения
- •Микроструктура металла зоны термического влияния
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Методические указания и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Классификация легированных сталей
- •Конструкционные цементуемые стали
- •Конструкционные улучшаемые стали
- •Рессорно-пружинные стали
- •Шарикоподшипниковые стали
- •Конструкционные износостойкие стали
- •Коррозионно-стойкие хромо-никелевые стали
- •Жаропрочные стали
- •Инструментальные быстрорежущие стали
- •43 Штамповые стали для холодного деформирования
- •Штамповые стали для горячего деформирования
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Методические указания и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 6 Макроскопический анализ металлов и сплавов
- •Краткие сведения из теории
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Задание
- •Контрольные вопросы
- •Основные параметры цементации:
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Задание
- •Контрольные вопросы
- •63 Список рекомендуемой литературы
- •Оглавление
Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
Металлографические микроскопы МИМ-7, МИМ-8М, коллекции микрошлифов сварных соединений, альбомы фотографий микрошлифов сварных соединений.
Методические указания и порядок выполнения работы
Исследовать под микроскопом микроструктуры шлифов сварных соединений и сравнить с описанием фотографий шлифов, представленных в альбоме.
Привести микроструктуру шва и зоны термического влияния в отчете с указанием названия микроструктуры и свойств, зарисовать каждую структуру.
Привести схему изменения структур околошовной зоны и указать температурные границы участков околошовной зоны
Для защиты по заданию преподавателя найти указанный участок, объяснить образование структуры и способы улучшения его свойств.
Контрольные вопросы
Н
33
азовите участки зоны термического влияния сварного шва.Назовите причину пониженных механических свойств участка перегрева.
Почему участок нормализации называют участком полной перекристаллизации?
Какой из участков определяет прочность сварного соединения?
Лабораторная работа 5
Изучение микроструктуры и свойств легированных сталей
Цель работы: изучение микроструктуры легированных сталей – конструкционных, инструментальных и сталей с особыми физическими свойствами; влияния легирующих элементов на формирование структуры стали и на процессы, проходящие при термообработке.
Основные понятия
Легированной стальюназывается такая сталь, в состав которой, кроме железа и углерода, входят специальные легирующие элементы, изменяющие ее свойства (прочностные, физические, химические или технологические).
К легирующим элементамотносятся никель, вольфрам, хром, ниобий, титан, кобальт, цирконий, медь, бор, азот и другие. Легирующими также могут быть элементы, которые присутствуют в углеродистой стали в виде постоянных (или случайных) примесей. Например, марганец и кремний, применяемые для раскисления, остаются в стали в небольшом количестве (< 1%). Они считаются постоянными примесями. Если кремний и марганец специально введены в сталь в повышенном количестве, то они являются легирующими элементами, а стали называются легированные (марганцовистой при содержанииMn≥ 0,8÷1%, кремнистой при содержанииSi≥ 0,5%). В некоторых случаях сталь легируется фосфором, серой, селеном, теллуром для улучшения технологических свойств.
Легирующие элементы изменяют свойства фаз (феррита, аустенита, мартенсита, карбидов), из которых состоит структура стали. Легирующие элементы, не образующие карбиды (никель, кремний, кобальт, медь), полностью растворяются в феррите или аустените и изменяют их свойства.
Атомы карбидообразующих элементов растворяются в карбиде железа или образуют содержания с углеродом (специальные карбиды), частично растворяясь в феррите. При нагреве выше критических точек эти легирующие элементы растворяются в аустените. Устойчивые карбиды титана, циркония, ванадия сохраняются в структуре до высоких температур. Следовательно, карбидообразующие элементы изменяют свойства феррита, карбидов, аустенита.
Л
34
а. б. в.
Рис. 5.1. Диаграмма состояния железо-легирующий элемент:
а – с открытой γ-областью;
б – с замкнутой γ-областью;
в – влияние легирующих элементов на протяженность замкнутой γ-области
Элементы, замыкающие γ-область (хром, молибден, вольфрам, ванадий, кремний, титан и другие) повышают температуру А3и снижают А4(рис. 5.1, б), называютсяα-стабилизаторами. α-стабилизаторы могут уменьшать критическую скорость охлаждения и увеличивать прокаливаемость, но только при нагреве сплавов до температуры, при которой карбиды растворяются в аустените. Одновременное легирование несколькими элементами еще сильнее увеличивает прокаливаемость.
Растворяясь в аустените легирующие элементы замедляют изотермическое превращения аустенита. В процессе закалки стали происходит превращение аустенита в мартенсит, легирующие элементы несколько повышают пластичность мартенсита.