- •Введение
- •Анализ диаграмм состояния двойных сплавов
- •Краткие теоретические сведения
- •Сталь углеродистая качественная конструкционная по гост 1050–88
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 3 закалка углеродистой стали
- •Приборы, материалы и инструмент
- •Краткие теоретические сведения
- •Выбор охлаждающей среды для закалки сталей
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Данные лабораторных испытаний
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 4 отпуск углеродистой стали
- •Приборы, материалы и инструмент
- •Порядок выполнения работы
- •Данные лабораторных испытаний
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Задания к лабораторной работе
- •Химический состав сталей для определения вида термической обработки
Выбор охлаждающей среды для закалки сталей
Для закалки доэвтектоидной и эвтектоидной сталей необходимо выполнить три условия.
1. Нагреть сталь до аустенитного состояния.
2. Выдержать при температуре нагрева определенное время.
3. Охладить со скоростью, не менее критической. Тогда аустенит превратится в мартенсит (рис. 5.4).
На диаграмму изотермического распада переохлажденного аустенита накладываются кривые непрерывного охлаждения: V1, V2, V3, V4 (см. рис. 2.4). Диаграмма представлена двумя линиями в виде буквы С. Слева от С-образных кривых находится область переохлажденного аустенита. Левая кривая – начало превращения аустенита в феррито-цементитную смесь, а правая – конец этого превращения.
При охлаждении со скоростями V1, V2 и V3 получают пластинчатые феррито-цементитные смеси, перлит, сорбит и троостит.
Ниже температуры МН начинается бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. При температуре МК образование мартенсита заканчивается.
Мартенситное превращение протекает при непрерывном охлаждении в интервале температур от МН до МК со скоростью выше критической, например, при закалке стали в воде (V4).
Критической скоростью закалки (VКР) называют скорость охлаждения, при которой аустенит превращается только в мартенсит.
Рис. 6.4 Диаграмма изотермического распада аустенита для эвтектоидной стали
Углерод в значительной степени снижает температуру начала и конца мартенситного превращения, уже при содержании углерода 0,5 % конец мартенситного превращения МК лежит в области отрицательных температур. Поскольку обычно закалка стали заканчивается при комнатной температуре, то в стали с таким содержанием углерода мартенситное превращение не доходит до конца и наряду с мартенситом сталь после закалки содержит и некоторое количество аустенита, который называется аустенитом остаточным (просматривается в виде светлых полей (рис. 6.2) между мартенситными иглами закаленной стали). Аустенит обладает гораздо меньшей твёрдостью, чем мартенсит, поэтому закаленную сталь, имеющую в структуре аустенит остаточный (а его количество колеблется от 20 % до 60 %), подвергают обработке холодом (до –70 С, –80 С), т. е. по сути дела продолжают закалку до температуры конца мартенситного превращения, когда аустенит остаточный превращается в мартенсит.
Порядок выполнения работы
1. Каждый студент получает один образец конструкционной углеродистой стали замеряет его твёрдость на приборе Бринелля.
2. Определяет время выдержки образца в печи, помещает образец в нагретую до заданной температуры муфельную электропечь с автоматическим регулированием.
3. По окончании выдержки студент быстро переносит клещами образец в охлаждаемую жидкость (вода, масло) для закалки, где интенсивно перемешивает вверх–вниз во избежание образования паровой рубашки.
4. Замеряет твёрдость образца после закалки на приборе Роквелла, данные сводятся в табл. 6.1.
5. Исследует и зарисовывает микроструктуры стали на микроскопе МИМ-7, полученные при всех режимах закалки.
Содержание отчета
1. Ход работы – см. «Порядок выполнения работы».
2. Построение графической зависимости твёрдости стали от температуры закалки в координатах НRС – Т C закалки (по данным таблицы).
3. Изображение всех структур исследуемых образцов cтали 45 в кружках диаметром 25 или 50 мм.
4. Ответы на индивидуальные вопросы.
Таблица 6.1