Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Jтпуск закаленной стали.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
18.09.2019
Размер:
89.6 Кб
Скачать

В олгоградский государственный педагогический университет

Кафедра общетехнических дисциплин

Отпуск закаленной углеродистой стали Методические указания

к лабораторной работе по курсу

«Материаловедение»

Волгоград

«Перемена»

2005

УДК 669.017

С о с т а в и т е л ь –

Л.Б. Воеводин, канд. техн. наук, доц. каф. ОТД ВГПУ

Р е ц е н з е н т –

Н.В.Котов, канд. техн. наук, доцент кафедры ОТД ВГПУ

Отпуск закаленной углеродистой стали: Метод. указ. к лаб.работе по курсу «Материаловедение» / сост. Л.Б.Воеводин. – Волгоград: Перемена, 2005.- 8 с.

Даны краткие теоретические сведения о структуре и свойствах углеродистых сталей после закалки и отпуска. Сформулированы цель работы и рабочее задание. Приведен порядок ее выполнения.

Для студентов инженерно-педагогического факультета по специальности 03.06.00 «Технология и предпринимательство».

УДК 669.-17

© Л.Б.Воеводин, 2005

Отпуск закаленной углеродистой стали

Ц е л ь р а б о т ы : изучение влияния температуры отпуска на структуру и свойства закаленных углеродистых сталей.

Краткие теоретические сведения об отпуске углеродистых сталей.

Закаленная сталь на мартенсит характеризуется повышенной склонностью к хрупкому разрушению. . Основной целью проведения отпуска является повышение пластичности и вязкости стали, снижения склонности к хрупкому разрушению. Заключительной операцией термической обработки сталей является отпуск. Он осуществляется в интервале температур 150-6500С в зависимости от конкретных требований к пластическим и прочностным свойствам стали.

Типичная структура закаленной стали – мартенсит и остаточный аустенит, являются неравновесными фазами. Распад мартенсита и остаточного аустенита при нагреве закаленной стали приводит к образованию ферритно-цементитной смеси, имеющей более равновесное состояние. Как и при любой другой термической обработке на конечные свойства стали оказывают влияние температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения.

Поскольку температура нагрева при отпуске не превышает точку А1 скорость охлаждения не оказывает влияние на формирование микроструктуры. От скорости охлаждения зависит величина остаточных термических напряжений. Чем выше скорость охлаждения, тем большие напряжения возникают на поверхности изделия. Это может приводить к их короблению. По этой причине изделия сложной формы после отпуска при высоких температурах следует охлаждать медленно (например на воздухе или с печью), а изделия из легированных сталей, склонных к обратимой отпускной хрупкости, после отпуска 500-6000С во всех случаях следует охлаждать быстро.

Продолжительность выдержки при отпуске зависит от вида отпуска, его назначения и габаритов изделия и может составлять от 15-30 минут до 2-6 часов.

Основное влияние на формирование свойств стали оказывает температура нагрева при отпуске. По этому параметру различают следующие виды отпуска (рис. 1):

- Низкотемпературный (низкий) отпуск проводят при нагреве до 2500С. При этом снижаются закалочные макронапряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, немного улучшается вязкость без заметного снижения прочности и твердости. Закаленная сталь содержащая 0,6-1,3 %С, после низкого отпуска сохраняет твердость в пределах НRC 58-63, а следовательно и высокую износостойкость. Однако, такое изделие (если оно не имеет вязкой сердцевины) не выдерживает значительных динамических нагрузок.

Т, 0С

1100 Диффузионный отжиг

Нормализация

1000 Отжиг и закалка

800

6 00 Отжиг на зернистый перлит

Изотермический отжиг

Рекристаллизационный отжиг

4 00 Высокий отпуск

Средний отпуск или отжиг для

2 00 снятия внутренних напряжений

Низкий отпуск

0

0,8 С, %

Рис.1. Температура нагрева углеродистых сталей при различных видах термической обработки

Низкотемпературному отпуску подвергают режущий и мерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали, претерпевшие поверхностную закалку, цементацию, цианирование или нитроцементацию. Продолжительность отпуска составляет обычно 1-2,5 ч, а для изделий больших сечений и измерительных инструментов назначают более длительный отпуск.

Среднетемпературный (средний) отпуск выполняют при 350-5000С и применяют, главным образом, для пружин и рессор, а также для штампов. Такой отпуск обеспечивает высокие пределы упругости и выносливости и релаксационную стойкость. Структура стали после среднего отпуска – троостит или троостомартенсит; твердость стали НRC 40-50. Температуру отпуска надо выбирать таким образом, чтобы не вызвать необратимой отпускной хрупкости.

Охлаждение после отпуска при 400-4500С следует проводить в воде, что способствует образованию на поверхности сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают предел выносливости пружин.

Высокотемпературный (высокий) отпуск проводят при 500-6800С. Структура стали после высокого отпуска – сорбит отпуска. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.

Закалка с высоким отпуском ( по сравнению с нормализацией или отжигом) значительно повышает временное сопротивление разрыву, предел текучести, относительное сужение и особенно ударную вязкость. Поэтому термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением.

Улучшению подвергают среднеуглеродистые (0,3-0,5%С) конструкционные стали, к которым предъявляются высокие требования по пределу выносливости и ударной вязкости. Улучшение значительно повышает конструктивную прочность стали, уменьшая чувствительность к концентраторам напряжений, увеличивая работу развития трещин и снижая температуру порога хладноломкости. Однако износостойкость улучшенной стали вследствие ее пониженной твердости не высокая.

Отпуск при 550-6000С в течение 1-2 ч практически полностью снимает остаточные напряжения, возникшие при закалке. Длительность высокого отпуска составляет 1-6 ч в зависимости от габаритов изделия.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]