6.3 Експериментальна частина
6.3.1 Обладнання:
Металографічний мікроскоп ММР-4;
Твердомір типу Роквелла ТК-2;
Зразки вуглецевих сталей з різним вмістом вуглецю.
6.3.2 Хід роботи
Вивчити структуру вуглецевих сталей, вказати кількість фериту, перліту, цементиту, виміряти твердість (HRB). Побудувати графік залежності твердості сталі від вмісту вуглецю.
6.4 Контрольні питання
Порівняйте твердість Сталі 20, сталі 45, У10. Поясніть зміну твердості в залежності від структури.
Вкажіть вміст вуглецю в доевтектоїдної сталі з вмістом перліту 30%.
Поясніть причину зменшення пластичності в заевтектоїдних сталях з точки зору структури.
Вкажіть вміст вуглецю в заевтектоїдної сталі, як що вона містить 7% цементиту.
Вкажіть, яким чином можна позбавитися цементитної сітки в заевтектоїдних сталях?
Вкажіть структурні складові Сталі 20, Сталі 60, У12.
Як змінюється структура доевтоїдних сталей зі збільшенням вмісту вуглецю?
Дайте визначення цементиту, вкажіть його механічні властивості.
Вкажіть, в якої сталі буде більше ударна в’язкість: з пластинчатим або з зернистим перлітом?
При якій термічній обробці можливо отримати зернистий перліт?
Лабораторна робота 7
ТЕРМІЧНА ОБРОБКА СТАЛІ 45, МІКРОСТРУКТУРА І
ТВЕРДІСТЬ СТАЛІ ПІСЛЯ РІЗНИХ ВИДІВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ
7.1 Мета роботи: вивчити вплив термічної обробки на механічні властивості, встановити залежність механічних властивостей від мікроструктури після різних видів термічної обробки
7.2 Теоретичні відомості
Термічною обробкою називається нагрів сплаву до визначеної температури, витримка при данії температурі і наступне охолодження з заданою швидкістю. Метою термічної обробки є отримання завданих властивостей сплаву шляхом зміни його структури без зміни форми і складу. Гартуванням вуглецевих сталей передбачається одержання твердої нерівноважної структури – мартенситу. Мартенсит утворюється при швидкому переохолодженні аустеніту до температур Мп – Мк. Тому в основі технології гартування сталі знаходяться два перетворення: при нагріванні під гартування П→А (П+Ф→А), і при наступному охолодженні А→М.
Температура нагріву під гартування для доевтектоїдних сталей і евтектоїдних становить А3+(30…50)ºС, для заевтектоїдних – А1+(30…50)ºС (рис.7.1).
Рисунок 7.1 – Визначення температури загартування сталі за діаграмою стану Fe - F3C
Структура доевтектоїдних сталей після загартування становить дрібногольчатий мартенсит і залишковий аустеніт, заевтектоїдних – мартенсит, вторинний цементит, залишковий аустеніт. Охолоджуючесередовища при
загартуванні – вода, водні розчини солей, кислот, лужні середовища, мастило. Охолоджуюче середовище повинно забезпечити високу швидкість охолодження в інтервалі температур з найменшою стійкістю аустеніту (500-600ºС) для запобігання його розпаду на ферито-цементитну суміш. Необхідно забезпечити уповільнене охолодження в інтервалі температур мартенситного перетворення, щоб запобігти утворенню великих внутрішніх напружень, які викликають деформації і появу тріщин.
Структура сталі після загартування і відпуску приведена на рис. 7.2.
а) загартування ‑ крупногольчастий мартенсит; б) загартування і середній відпуск (300...400°C) ‑ тростит; високого відпуску (500...600°C) ‑ сорбіт
Рисунок 7.2 – Структура сталі після термічної обробки