Методика выполнения работы
Материалом служат углеродистые стали с различным содержанием углерода, например, 30, 40, 50, У10, У12 и легированные стали 40Х, 40ХН. Измеряется твердость и изучается микроструктура сталей в исходном (отожженном) состоянии.
Пользуясь диаграммой железо-углерод и справочной литературой, назначают температуры нагрева сталей для закалки.
Нагрев образцов производится в лабораторных электропечах, время выдержки при температуре нагрева (после прогрева поверхности) принимается 10-15 мин, охлаждение углеродистых сталей производится в воде, легированных – в масле.
Закаленные образцы зачищаются на абразивном круге для снятия окалины и обезуглероженного слоя, после чего измеряется их твердость на приборе Роквелла по шкале А. Изучается микроструктура сталей после закалки. Полученные данные заносятся в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 – Влияние углерода на твердость и структуру закаленной стали
Сталь |
Режим закалки |
Твердость, НRA |
Микроструктура |
|||
темпера-тура, оС |
охлаждаю-щая среда |
до закалки |
после закалки |
до закалки |
после закалки |
|
35
Рисунок 5.4 – Диаграмма изотермического распада
аустенита доэвтектоидной стали
аустенита. Каждый образец выдерживается в ванне определённое время, а затем охлаждается в воде (пробная закалка). После этого измеряется твёрдость и изучается микроструктура образцов.
По полученным данным строят кривую твёрдость – длительность изотермической выдержки, схема которая представлена на рис. 5.5.
Рисунок 5.5 – Изменение твердости образцов из стали У8 после пробной закалки
Участок кривой до первого перегиба соответствует инкубационному периоду, не распавшийся при изотермической
36
выдержке аустенит при охлаждении в воде превратится мартенсит, твёрдость стала максимальна. При дальнейшем увеличении выдержки твёрдость образцов снижается, что объясняется появлением и непрерывным увеличением в структуре количества продуктов распада аустенита, твёрдость которых ниже твёрдости мартенсита. Второй перегиб показывает время окончания распада аустенита.
Аналогично находят время начала и конца распада при других температурах переохлаждения. По полученным данным в координатах температура – время строят линии 1 и 2 диаграммы изотермического распада аустенита (рис. 5.1).
Работа выполняется на образцах эвтектоидной стали диаметром или толщиной не более 6-8 мм. Образцы должны быть замаркированы.
Каждая подгруппа студентов получает 7-8 образцов и выполняет изотермическую обработку при одной из следующих температур переохлаждения: 350, 450, 550, 600 или 6500С.
Т емпература нагрева образцов для получения аустенитной структуры – 820+100С, длительность выдержки – из расчета 1 мин на 1 мм сечения.
Длительность изотермической выдержки – по указанию преподавателя; контроль времени выдержки в селитровой ванне – секундомером.
Твердость образцов измеряется по шкале А прибора Роквелла. Микроструктура изучается при увеличениях в 300-500 раз.