12.Охарактеризовать процессы, происходящие при отпуске сталей.

Первое превращение относят к интервалу температур до 200 градусов.

13.Каковы цели и возможные варианты поверхностного упрочнения стальных изделий?

В случаях, когда деталь работает на истирание и испытывает динамические нагрузки, она должна иметь высокую твердость, а её сердцевина должна быть вязкой. Поверхностное упрочнение достигается в основном двумя путями

-поверхностной закалкой

-химико-термической обработкой

14. Цели, технология и возможности азотирования.

Азотированием получают ещё более высокую твердость поверхности, чем при цементации. Она достигается за счёт образования в поверхностном слое нитридов.Температура азотирования-550-550 градусов. Для азотирования применяют улучшенные стали, лигированные нитридообразующими элементами.

Технология изготовления азотированных деталей

-предварительная ТО

-проведение мех.обработки детали

-защита участков не подлежащих азотированию оловом или жидким стеклом

-азотирование

15. Цели, технология и возможности цементации (дополнить).

Цементация-процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом. Цель цементации-получить на поверхности высокую твердость, износостойкость и повышенную усталостную прочность с сохранением ударной вязкости сердцевины.

Цементация производится при температурах, когда сталь находится в аустенитном состоянии (930-950, для ускорения процесса 1000-1050).

Цементацию проводят в твердом, жидком и газообразном карбюризаторах.

Далее, изделие подвергают термической обработке.

16.Способы поверхностной закалки

Газопламенный нагрев, индукционный нагрев, нагрев с использованием лазером или электронно-лучевым способом.

17.Принципы термообработки и упрочнения стареющих сплавов

19.Литая сталь Л35 имеет низкие значения ударной вязкости. Назначить режим термообработки для повышения механических свойств, охарактеризовать миркоструктуру до и после назначения обработки

Для устранения дендритной ликвации сталь необходимо подвергнуть диффузионному отжигу. Т.к. при диффузионном отжиге происходит сильный рост зерна, сталь необходимо дополнительно подвергнуть полному отжигу (т.к. сталь Л35 среднеуглеродистая она не подвергается нормализации)

До проведения т.о. микроструктура данной литой стали была неоднородна-наблюдалась анизотропия механических свойств. По сравнению с микроструктурой до проведения т.о. зерно уменьшилось. После т.о. состояние стали приблизилось к равновесному. Структура состоит из перлита и феррита.

Если полученное значение ударной вязкости неудовлетворяет требованиям, то эту сталь подвергают также улучшению (полученная струкутра-сорбит отпуска) (но это вряд ли)

20.Деталь изготавливают из стали 08 методом холодной штамповки. Провести штамповку за одну операцию оказывается невозможно. Указать причины этого, назначить режим термообработки для восстановления пластических свойств и охарактеризовать происходящие при этом процессы.

В следствии упрочнения стали при х.п.д. провести штамповку за одну операцию не представляется возможным. Для этого сталь 08 необходимо подвергнуть рекристаллизационному отжигу, который устранит последствия наклепа. При рекристаллизационном отжиге происходит ”поглощение” крупными зернами более мелких, и снижение количества дислокаций, что повышает пластические свойства.

21.Сталь 20 подвергли отжигу при температурах 880 и 1000 градусов. Укажите различия в полученных структурах и свойствах и их причины. В каком случае можно ожидать лучшей обрабатываемости резаньем?

Сталь 20-доэвтектоидная сталь. Критические точки Ac1=724, Ac3=845. Для стали 20 полный отжиг проводится при температуре 880-900°С. В случае полного ферритно-перлитная структура переходит при нагреве в аустенитную, а затем при медленном охлаждении превращается обратно в феррит и перлит. Происходит полная перекристаллизация.

Во втором случае сталь подвергают диффузионному отжигу.Лучшей обрабатываемости резаньем следует ожидать в случае полного отжига

22.После закалки углеродистой стали получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. Укажите параметры термообработки и её название, оцените состав стали и опишите превращения, происходящие при термообработке.

Была произведена неполная закалка доэвтектоидной стали при температуре ниже Ac3. В случае такого нагрева происходит неполное превращение феррита и перлита в аустенит, и после закалки вместе с мартенситом будет присутствовать мягкий феррит.

23.После закалки углеродистой стали получена структура, состоящая из мартенсита отпуска и цементита. Укажите параметры термообработки и её название, оцените состав стали и опишите превращения, происходящие при термообработке

Была произведена неполная закалка заэвтектоидной стали с последующим отпуском (низким).

24.Две одинаковые детали из стали 45 закалены одна от 740, другая-от 860. Укажите различие в струкутре и свойствах и причины этого и опишите происходяшие при термообработке превращаения.

Доэвтектоидная сталь. Ac1= 730 , Ac3= 755.

Исходная структура среднеуглеродистой конструкционной стали 45 до нагрева под закалку – перлит + феррит.

В случае закалки от температуры 740 будет протекать неполная закалка.

Если доэвтектоидную сталь нагреть выше Ас1, но ниже Ас3, то в ее структуре после закалки наряду с мартенситом будут участки феррита. Присутствие феррита как мягкой составляющей снижает твердость стали после закалки. При нагреве до температуры 740°С (ниже точки Ас3) структура стали 45 – аустенит + феррит, после охлаждения со скоростью выше критической структура стали – мартенсит + феррит.

Доэвтектоидные стали для закалки следует нагревать до температуры на 30-50°С выше Ас3. Температура нагрева стали под закалку, таким образом, составляет 785-805°С.

Структура стали 45 при температуре нагрева под закалку – аустенит, после охлаждения со скоростью выше критической – мартенсит.

Нагрев и выдержка стали 45 при температуре выше 805ºС приводит к росту зерна и ухудшению механических свойств стали после термической обработки. Крупнозернистая структура вызывает повышенную хрупкость стали.

При закалке стали от 860 градусов (что есть перегрев относительно нормальной температуры закалки) зерна аустенита вырастают до значительных размеров, вследствии чего получается крупноигольчатый мартенсит. Сталь с такой структурой обладает повышенной хрупкостью

25.Предложите и обоснуйте режим т.о. горячекатаного прутка из стали У10 для улучшения обрабатываемости резаньем. Опишите происходящие при этом процессы.

Сталь У10-инструментальная углеродистая сталь.Такие стали подвергаются сферодизирующему отжигу для улучшения обрабатываемости резанием, снижения внутренних напряжений, снижения твердости с предварительной нормализацией для устранения цементитной сетки (т.к. это заэвтектоидная сталь). В процессе сферодизирующего отжига а аустените сохраняется большое количество нерастворившихся частиц цементита, которые служат центрами образования цементита во время распада аустенита на феррито-цементитную смесь.Медленное охлаждение должно обеспечить сферодизацию и коагуляцию образующегося цементита. В результате получается структура зернистого перлита

26.Две детали из одной доэвтектоидной стали обработаны на одинаковую твердость HB 240-280. Одну из них подвергали нормализации, другую-улучшению.Охарактеризовать процессы, происходящие при т.о., получаемые структуры. Будут ли одинаковые значения основных мех.характеристик?

Деталь, которая была подвергнута улучшению обладает более лучшим комплексом механических характеристик.Структура при улучшении-сорбит отпуска, структура низкоуглеродистой стали после нормализации феррито-перлитная.

27.Поковки из стали 35 имеют крупнозернистое строение, что отрицательно сказывается на их мех. св-вах. Назначьте режим т.о. для измельчения зерна, опишите происходяшие при этом процессы и укажите полученные в результате структуру и свойства

Сталь 35-среднеуглеродистая. Поэтому нормализацию применить нельзя, необходимо применить полный отжиг. Доэвтектоидная сталь имеет структуру после полного отжига: феррит и перлит.При этом отжиге происходит полная фазовая перерекристаллизация. Будут полученные более лучшие мех.св-ва, снизятся внутренние напряжения, снизиться твердость и улучшиться обрабатываемость резаньем.

28.

29.Сталь У12 подвергли отжигу при температурах 780 и 1000. Укажите различия в полученных структурах и свойствах и их причины. В каком случае можно ожидать более высокой обрабатываемости резаньем?

Сталь У12-заэвтектоидная сталь.Accm=820

Таким образом, отжиг при температуре 780-неполный отжиг. У этой стали пониженные механические свойства,структура-зернистый перлит

Отжиг при температуре 1000-диффузионный отжиг.При таком отжиге устраняется химическая неоднородность литой стали.

Лучшую обрабатываемость резаньем следует ожидать при температуре отжига 780 градусов

30.Сравните структуру и свойства сталей 50 и У12 после стандартной закалки. Опишите происходящие при т.о. процессы

Сталь 50-доэвтктоидная сталь. Ac3=760. C=0.47-055. Сталь У12-заэвтектоидная сталь.Ac1=730.C=1.16-1.23

Сталь У12 обладает лучшей закливаемостью чем сталь 50, следовательно, после закалки она будет более твердая.

При закалке происходит полная фазовая перерекристаллизация, образующийся аустенит при последующем охлаждении превращается в мартенсит

Сталь 50 будет подвергнута полной закалке, а сталь У12-неполной

31.Укажите последовательность технологических операций при изголотвелнии плунжера из азотируемой стали

Предварительная т.о. (улучшение) заготовки, проведение мех.обработки детали, защита участков не подлежащих азотированию оловом или жидким стеклом,азотирование