Закалка и отпуск углеродистых сталей. Реферат на тему закалка углеродистой стали


Закалка и отпуск углеродистых сталей

Лабораторная работа 4

 

Тема: "Закалка и отпуск углеродистых сталей"

 

Цель: Научиться правильно проводить различные виды термообработок, устанавливать зависимость изменения механических свойств от вида термообработки.

 

Задание:

1. Описать порядок применение закалки углеродистых сталей и определить температуру закалки согласно заданию.

2. Определить время закалки согласно заданию.

3. Описать назначение отжига и определить его время согласно заданию.

4. Результаты работы оформить в виде протокола.

 

Ход работы:

 

1. Методика проведения закалки.

1.1. Определить температуру закалки стали, пользуясь для этого нижней частью диаграммы железо–цементит рисунок 4.1. Для среднеуглеродистых доэвтектоидных сталей (40–65) нормальной температурой закалки является температура на 30–50 °С выше линии GS т.е. Ас3 + (30–50 °С). Для высокоуглеродистых заэвтектоидных сталей (У9 – У12) нормальной температурой закалки является температура на 30–50 °С выше линии PSK т.е. Ас1 + (30–50 °С).

1.2. Определить время нагрева образцов из расчета 1,5 мин на 1 мм диаметра или толщины образца.

1.3. Образцы поместить в печь, нагретую до температуры закалки для стали данной марки, и выдержать в печи требуемое время. При нагревании до температуры закалки образцов из стали 40 – 65 исходная феррито-перлитная структура превратится в структуру аустенита, а в образцах из стали У9 – У12 при температуре закалки будет структура аустенит и цементит, т.е. часть цементита остается нерастворенной.

1.4. Образцы последовательно один за другим вынуть из печи и охладить в воде (часть образцов) и в масле при непрерывке энергичном движении образца в охлаждающей жидкости. При охлаждении в воде происходит распад аустенита с образование мартенсита. При охлаждении в масле образуется смешанная мартенсито-трооститная структура.

1.5. Оба торца образцов зачистить на шлифовальной шкурке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11470

 

Аустенит

Аст

 

 

Интервал закалочных температур

 

 

 

 

 

 

А + Ц

 

 

А+Ф

Р

 

 

7270

 

 

Ф+П

 

 

 

П+Ц

 

 

 

Рисунок 4.1 Оптимальный интервал температуры закалки углеродистой стали

 

2. Определение время закалки

1,5 мин. 14 = 21 минут – температура закалки.

3. Методика проведения отпуска

Чтобы обеспечить равномерность нагрева образцов, низкотемпературный отпуск (200 °С) надо проводить в масляной ванне, среднетемпературный и высокотемпературный отпуск (300–600 °С) – в соляной ванне. При отсутствии масляной и соляной ванн может быть использована электрическая муфельная печь.

3.1. Определить время выдержки при температуре отпуска из расчета 2–3 мин на 1 мм диаметра или толщины образца.

3.2. Образцы поместить в масляную ванну, нагретую до 2000С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе.

В результате отпуска при 2000С происходит превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска, снижение внутренних напряжений и хрупкости; твердость остается почти без изменений.

3.3. Оба торца зачистить на шлифовальной бумаге.

3.4. Определить твердость по HRC.

3.5. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 400 °С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 400 °С происходит превращение мартенсита в тростит отпуска (мелкодисперсную феррито-цементитную смесь), твердость снижается.

3.6. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.

3.7. Определить твердость по HRC.

3.8. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 6000О, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 600 °С образуется сорбит отпуска, феррито-цементитная смесь более крупная, чем тростит, твердость еще более снижается.

3.9. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.

3.10. Определить твердость по HRC.

Определение времени отпуска

2,5 мин. 14 = 35 минут – температура отпуска.

 

1,2% С

 

0,6% С

 

0,8% С

 

 

0,35% С

 

Рисунок 4.2 Кривые влияние температуры отпуска на изменение твёрдости закаленных углеродистых сталей с различным содержанием углерода.

 

4. Протокол

 

Материал

Размер

образца мм

Интервал

t закалки

С0

Æ отпечатка

отожженного

образца мм

HB

кг/мм2

Время закалки

мин

1

2

3

4

5

6

Сталь 35

200х14х14

910–950

5,14

134

21

 

Æ отпечатка после закалки

Время отпуска

мин

HR

Æ отпечатка после отпуска мм

HV

кг/мм2

7

8

9

10

11

35

3,14

HRC 40

HRA 70

4,14

213

 

Вывод: С помощью проведение различных вид термообработке, можно установить зависимость изменение механических свойств углеродистых сталей.

www.referatmix.ru

Закалка углеродистой стали

Количество просмотров публикации Закалка углеродистой стали - 132

Термообработка стали

Граф учебной информации

Структурно-логический анализ учебного материала

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Составьте краткий рассказ об одном из святых, упоминаемых в конспекте.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Наименование элемента Новое понятие Опорное понятие Уровень усвоения
Термообработка стали     II
Закалка углеродистой стали     II
Цель работы     II
Приборы и материалы     II
Основные положения     II
Мартенситное превращение в стали     II
Распад аустенита на ферритокарбидную смесь     II
Мартенсит     II
Мартенситный кристалл     II
Закалка     II
Критические точки     II
Теоретические точки     II
Фактические точки     II
Нагрев при закалке     II
Охлаждение при закалке     II
Технологические параметры закалки     II
Отпуск закаленной стали     II
Цель работы      
Приборы и материалы      
Основные положения      
Отпуск      
Низкий отпуск      
Средний отпуск      
Высокий отпуск      
Превращения при отпуске      
Распад мартенсита закалки на ферритокарбидную смесь      

Таблица __ - Спецификация учебных элементов темы

_________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Цель работы

Изучить процесс закалки стали; исследовать влияние массовой доли углерода на закаливаемость стали.

Приборы и материалы

Прибор для определœения твердости, муфельные лабораторные печи, оснащенные приборами для контроля температур, закалочные баки с охлаждающими средами, шлифовальный станок, образцы стали в отожженном состоянии.

Основные положения

Мартенситное превращение в стали

Распад аустенита на ферритокарбидную смесь – диффузионный процесс, связанный с перераспределœением углерода и желœеза, ᴛ.ᴇ. с диффузионным перемещением атомов на значительные расстояния, намного превышающие период решетки аустенита.

При охлаждении углеродистой стали с достаточно большой скоростью (сотни градусов в секунду) аустенит настолько сильно переохлаждается, что не распадается на смесь двух фаз, так как подвижность атомов при сильном охлаждении ниже точки А1 чересчур мала. Фиксации аустенита при комнатной температуре не происходит.

Мартенсит - это желœезоуглеродистая фаза, обладающая свободной энергией меньше, чем аустенит.

Мартенситное превращение не связано с диффузионным перераспределœением углерода и желœеза в решетке аустенита. Химический состав кристаллов мартенсита и исходного аустенита одинаков. Мартенсит отличается от аустенита только кристаллической решеткой; у аустенита гранецентрированная решетка γ -желœеза, а у мартенсита – тетрагональная, близкая объёмно центрированной кубической решетке α-желœеза.

Мартенситявляется пересыщенным твердым раствором внедрения углерода в α -желœезе.

Превращение аустенита в мартенсит при охлаждении начинается и заканчивается при определœенных для каждой марки стали температурах – температуре начала (МH) и конца (МК) мартенситного превращения.

Рисунок 1 - Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита эвтектоидной стали: А – устойчивый аустенит, Ап – переохлажденный аустенит, Аост – остаточный аустенит, М – мартенсит, Ф – феррит, Ц – цементит.

Температура начала мартенситного превращения в отличие от температуры начала перлитного превращения, не зависит от скорости охлаждения. На положение мартенситной точки (МH) влияет содержание углерода в стали, с увеличением которого снижается МH. При температуре мартенситной точки МH превращение только начинается, появляются первые кристаллы мартенсита. Чтобы мартенситное превращение развивалось, крайне важно непрерывно охлаждать сталь ниже мартенситной точки. В случае если охлаждение приостановить и выдерживать углеродистую сталь при постоянной температуре ниже мартенситной точки МH, то образование мартенсита почти сейчас же прекращается. Эта особенность наиболее ярко отличает кинœетику мартенситного превращения от перлитного, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ всœегда доходит до конца при постоянной температуре ниже точки А1, оканчивается полным исчезновением аустенита.

Мартенситный кристалл (пластина) образуется только в пределах аустенитного зерна и не переходит границу между его зернами. В плоскости шлифа мартенситные пластины, как правило, попадают поперечным сечением и наблюдаются под микроскопом в виде игл. Так как размеры первых пластин мартенсита определяются размерами аустенитного зерна, то всœе факторы, приводящие к его укрупнению, делают более грубоигольчатым сам мартенсит. Сильный перегрев стали при закалке дает крупноигольчатый мартенсит.

При закалке на мартенсит углеродистой стали резко возрастает ее твердость и снижается пластичность. Твердость эвтектоидной стали в отожженном состоянии равна HB180, а в закаленном – НВ650, ᴛ.ᴇ. примерно в 3,5 раза выше.

Высокая твердость углеродистых сталей, закаленных на мартенсит, обусловлена: возникновением сильных искажений решетки пересыщенного раствора за счёт внедрения атомов углерода.

Структура и зависящие от нее механические свойства, металлических сплавов изменяются в результате термической обработки. Существуют различные виды термической обработки, к одному из которых относится закалка, приводящая к существенному изменению структуры и свойств сплавов. Применительно к углеродистым сталям закалка обеспечивает значительное повышение твердости и прочностных характеристик (пределов прочности и текучести).

Закалкой-это вид термической обработки, заключающийся в нагреве стали до температуры выше критической точки, выдержке и последующем быстром охлаждении со скоростью не ниже критической.

Критические точки- ϶ᴛᴏ температуры фазовых превращений. Различают равновесные (теоретические) и фактические критические точки. Равновесные критические точки лежат на линиях диаграмм состояния и показывают температуры фазовых переходов в условиях чрезвычайно медленного изменения температур (нагрева или охлаждения).

Равновесные критические точки углеродистых сталей можно определять по метастабильной диаграмме "желœезо - цементит". На этой диаграмме равновесные точки, лежащие на линии PSK, обозначаются А1 и показывают температуру превращения перлита в аустенит при нагреве и обратного превращения при охлаждении. Равновесные точки, находящиеся на линии GS, обозначаются А3 и показывают температуры окончания растворения феррита в аустените при нагреве и начала его выделœения из аустенита при охлаждении. Равновесные точки линии SE обозначаются Acm и показывают температуры окончания растворения цементита (вторичного) в аустените при нагреве и начала его выделœения из аустенита при охлаждении.

Фактические критические точки при нагреве смешаются вверх по температурной шкале и обозначаются аналогично равновесным точкам с добавлением буквы “с”, к примеру, АС1-АС3.

При охлаждении происходит смещение фактических критических точек относительно равновесных в сторону уменьшения температуры, это смещение отмечается буквой “r” (Ar1 – Ar3)

Нагрев при закалке производится для перевода всœей исходной структуры или определœенной ее части в аустенит, который является исходной фазой для получения конечной структуры закаленной стали.

Выдержка необходима для выравнивания температуры по сечению детали и для полного установления крайне важно го фазового состояния.

Охлаждение при закалке должно производиться со скоростью не меньше критической для того, чтобы предотвратить протекание диффузионных процессов и переохладить весь исходный аустенит до температурного интервала мартенситного превращения.

Критическая скорость охлаждения(закалки) - ϶ᴛᴏ минимальная скорость охлаждения, при которой предотвращается диффузионный распад переохлажденного аустенита.

Выбор технологических параметров закалки

Фактическая скорость печного нагрева определяется температурой, до которой нагрето печное пространство, и массой помещенной в него детали.

Температура закалки определяется исходя из массовой доли углерода в стали и соответствующего ей значения критической точки. Практически критические точки выбирают по справочникам или по диаграмме состояния "желœезо - цементит".

Температура нагрева при закалке доэвтектоидных сталейопределяется: tзак = Ас3+ (30 – 50), °С

Заэвтектоидные и эвтектоиднуюстали нагреваются при закалке до температуры: tзак = Ас1+ (30 – 50), °С

Исходя из этого определяется положение оптимального интервала температур закалки углеродистых сталей Fe – Fe3C (рисунок 2).

Продолжительность нагрева и выдержки определяется размерами и конфигурацией деталей и способом их укладки в печи. Она должна быть такой, чтобы прошло выравнивание концентрации углерода в аустените. Обычно общее время нагрева и изотермической выдержки 1 - 1,5 мин на мм наибольшего поперечного сечения.

Охлаждение при закалке должно производиться в такой охлаждающей среде, которая обеспечивает скорость охлаждения не менее критической.

Закалочные напряжения складываются из термических и структурных напряжений. При закалке всœегда возникает перепад температуры по сечению изделия. Разная величина термического сжатия наружных и внутренних слоев в период охлаждения обуславливает возникновение термических напряжений.

Рисунок 2 - Фрагмент диаграммы состояния Fe – Fe3C c нанесенным оптимальным интервалом температур закалки.

Мартенситное превращение связано с увеличением объёма на несколько процентов. Поверхностные слои раньше достигают мартенситной точки, чем сердцевина изделия. Мартенситное превращение и связанное с ним увеличение объёма около 1%, происходит в разных точках сечения изделия не одновременно, что приводит к возникновению структурных напряжений.

Суммарные закалочные напряжения растут с увеличением температуры нагрева под закалку и с повышением скорости охлаждения, так как в обоих этих случаях увеличивается перепад температур по сечению изделия. Наиболее опасным в отношении закалочных напряжений является интервал температур ниже мартенситной точки (МH), так как в данном интервале возникают структурные напряжения и образуется хрупкая фаза мартенсит. Выше мартенситной точки возникают только термические напряжения, причем сталь находится в аустенитном состоянии, а аустенит пластичен. Охлаждающая способность наиболее распространенных закалочных сред увеличивается в следующей последовательности: минœеральное масло, вода, водные растворы солей и щелочей.

Углеродистые стали обладают большой критической скоростью охлаждения (закалки) и в связи с этим для них, как правило, в качестве охлаждающей среды выбирают воду при нормальной температуре.

Закалочное охлаждение эвтектоидной и доэвтектоидных сталей происходит из однофазной аустенитной области, в связи с этим структура этих сталей после закалки будет представлять мартенсит с небольшим количеством остаточного аустенита.

Заэвтектоидные стали охлаждаются из двухфазной аустенитоцементитной области и структура этих сталей после закалки представляет собой мартенсит с небольшим количеством остаточного аустенита и цементит вторичный.

Марка стали Массовая доля углерода, % Температура, ˚C Твердость правильно закаленной стали, HRC
АС1 АС3
Углеродистые конструкционные стали
0,17 – 0,24 0,22 – 0,30 0,27 – 0,35 0,32 – 0,40 0,37 – 0,45 0,42 – 0,50 0,47 – 0,55 0,52 – 0,60 0,57 –0,65 34 – 40   42 – 48   48 – 51   54 – 60   60 – 62
Углеродистые инструментальные стали
У7 У8 – У13 – – 62 – 64 63 – 65

Таблица 1 - Температуры критических точек при нагреве сталей и их твердость после закалки.

referatwork.ru

Реферат Закалка

скачать

Реферат на тему:

План:

Введение

Зака́лка — вид термической обработки изделий из металлов и сплавов, заключающийся в их нагреве выше критической температуры (температуры изменения типа кристаллической решетки, т. е. полиморфного превращения), с последующим быстрым охлаждением, как правило, в жидкости (воде или масле).

Различают закалку с полиморфным превращением, для сталей, и закалку без полиморфного превращения, для большинства цветных металлов.

Материал, подвергшийся закалке приобретает бо́льшую твердость, но становится хрупким, менее пластичным и вязким, если сделать большее количество повторов нагревание-охлаждение. Для снижения хрупкости и увеличения пластичности и вязкости, после закалки с полиморфным превращением применяют отпуск. После закалки без полиморфного превращения применяют старение. При отпуске имеет место некоторое снижение твердости и прочности материала. [1]

В зависимости от температуры нагрева, закалку подразделяют на полную и неполную. В случае полной закалки материал нагревают на 30 - 50°С выше линии GS для доэвтектоидной стали и эвтектоидной, заэвтектоидная линия PSK (см. диаграмму железоуглеродистых сплавов), в этом случае сталь приобретает структуру аустенит и аустенит + цементит. При неполной закалке производят нагрев выше линии PSK диаграммы, что приводит к образованию избыточных фаз по окончании закалки. Неполная закалка, как правило, применяется для инструментальных сталей

Закалка снимается отпуском материала.

В некоторых изделиях закалка выполняется частично, например при изготовлении японских катан, закалке подвергается только режущая кромка меча.

1. Закалочные среды

При закалке для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного превращения требуется быстрое охлаждение, но не во всём интервале температур, а только в пределах 650-400 °C, то есть в том интервале температур в котором аустенит менее всего устойчив, быстрее всего превращается в феритно-цементитную смесь. Выше 650 °C скорость превращения аустенита мала, и поэтому смесь при закалке можно охлаждать в этом интервале температур медленно, но, конечно, не настолько, чтобы началось выпадение феррита или превращение аустенита в перлит.

Механизм действия закалочных сред (вода, масло, водополимерная закалочная среда(Термат), а также охлаждение деталей в растворах солей) следующий. В момент погружения изделия в закалочную среду вокруг него образуется плёнка перегретого пара, охлаждение происходит через слой этой паровой рубашки, то есть относительно медленно. Когда температура поверхности достигает некоторого значения (определяемого составом закаливающей жидкости), при котором паровая рубашка разрывается, то жидкость начинает кипеть на поверхности детали, и охлаждение происходит быстро.

Первый этап относительно медленного кипения называется стадией плёночного кипения, второй этап быстрого охлаждения - стадией пузырькового кипения. Когда температура поверхности металла ниже температуры кипения жидкости, жидкость кипеть уже не может, и охлаждение замедлится. Этот этап носит название конвективного теплообмена.

2. Способы закалки

Источники

wreferat.baza-referat.ru

Закалка и отпуск углеродистых сталей

Главная » Рефераты » Текст работы «Закалка и отпуск углеродистых сталей - Производство и технологии»

Лабораторная работа 4

Тема: "Закалка и отпуск углеродистых сталей"

Цель: Научиться правильно проводить различные виды термообработок, устанавливать зависимость изменения механических свойств от вида термообработки.

Задание:

1. Описать порядок применение закалки углеродистых сталей и определить темᴨȇратуру закалки согласно заданию.

2. Определить время закалки согласно заданию.

3. Описать назначение отжига и определить его время согласно заданию.

4. Результаты работы оформить в виде протокола.

Ход работы:

1. Методика проведения закалки.

1.1. Определить темᴨȇратуру закалки стали, пользуясь для этого нижней частью диаграммы железо-цементит рисунок 4.1. Для среднеуглеродистых доэвтектоидных сталей (40-65) нормальной темᴨȇратурой закалки является темᴨȇратура на 30-50 °С выше линии GS т.е. Ас3 + (30-50 °С). Для высокоуглеродистых заэвтектоидных сталей (У9 - У12) нормальной темᴨȇратурой закалки является темᴨȇратура на 30-50 °С выше линии PSK т.е. Ас1 + (30-50 °С).

1.2. Определить время нагрева образцов из расчета 1,5 мин на 1 мм диаметра или толщины образца.

1.3. Образцы поместить в ᴨȇчь, нагретую до темᴨȇратуры закалки для стали данной марки, и выдержать в ᴨȇчи требуемое время. При нагревании до темᴨȇратуры закалки образцов из стали 40 - 65 исходная феррито-ᴨȇрлитная структура превратится в структуру аустенита, а в образцах из стали У9 - У12 при темᴨȇратуре закалки будет структура аустенит и цементит, т.е. часть цементита остается нерастворенной.

1.4. Образцы последовательно один за другим вынуть из ᴨȇчи и охладить в воде (часть образцов) и в масле при непрерывке энергичном движении образца в охлаждающей жидкости. При охлаждении в воде происходит распад аустенита с образование мартенсита. При охлаждении в масле образуется смешанная мартенсито-трооститная структура.

1.5. Оба торца образцов зачистить на шлифовальной шкурке.

11470

Аустенит

Аст

Интервал закалочных темᴨȇратур

А + Ц

А+Ф

Р

7270

Ф+П

П+Ц

Рисунок 4.1 Оптимальный интервал темᴨȇратуры закалки углеродистой стали

2. Определение время закалки

1,5 мин. 14 = 21 минут - темᴨȇратура закалки.

3. Методика проведения отпуска

Чтобы обесᴨȇчить равномерность нагрева образцов, низкотемᴨȇратурный отпуск (200 °С) необходимо проводить в масляной ванне, среднетемᴨȇратурный и высокотемᴨȇратурный отпуск (300-600 °С) - в соляной ванне. При отсутствии масляной и соляной ванн может быть использована электрическая муфельная ᴨȇчь.

3.1. Определить время выдержки при темᴨȇратуре отпуска из расчета 2-3 мин на 1 мм диаметра или толщины образца.

3.2. Образцы поместить в масляную ванну, нагретую до 2000С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе.

В результате отпуска при 2000С происходит превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска, снижение внутренних напряжений и хрупкости; твердость остается почти без изменений.

3.3. Оба торца зачистить на шлифовальной бумаге.

3.4. Определить твердость по HRC.

3.5. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 400 °С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 400 °С происходит превращение мартенсита в тростит отпуска (мелкодисᴨȇрсную феррито-цементитную смесь), твердость снижается.

3.6. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.

3.7. Определить твердость по HRC.

3.8. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 6000О, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 600 °С образуется сорбит отпуска, феррито-цементитная смесь более крупная, чем тростит, твердость еще более снижается.

3.9. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.

3.10. Определить твердость по HRC.

Определение времени отпуска

2,5 мин. 14 = 35 минут - темᴨȇратура отпуска.

1,2% С

0,6% С

0,8% С

0,35% С

Рисунок 4.2 Кривые влияние темᴨȇратуры отпуска на изменение твёрдости закаленных углеродистых сталей с различным содержанием углерода.

4. Протокол

Материал

Размер

образца мм

Интервалt закалки

С0

отᴨȇчаткаотожженного

образца мм

HB

кг/мм2

Время закалки

мин

1

2

3

4

5

6

Сталь 35

200х14х14

910-950

5,14

134

21

отᴨȇчатка после закалки

Время отпуска

мин

HR

отᴨȇчатка после отпуска мм

HV

кг/мм2

7

8

9

10

11

35

3,14

HRC 40

HRA 70

4,14

213

Вывод: С помощью проведение различных вид термообработке, можно установить зависимость изменение механических свойств углеродистых сталей.

Перейти в список рефератов, курсовых, контрольных и дипломов по          дисциплине Производство и технологии

referatwork.ru

Закалка и отпуск углеродистых сталей

Лабораторная работа 4

Тема: "Закалка и отпуск углеродистых сталей"

Цель: Научиться правильно проводить различные виды термообработок, устанавливать зависимость изменения механических свойств от вида термообработки.

Задание:

1. Описать порядок применение закалки углеродистых сталей и определить температуру закалки согласно заданию.

2. Определить время закалки согласно заданию.

3. Описать назначение отжига и определить его время согласно заданию.

4. Результаты работы оформить в виде протокола.

Ход работы:

1. Методика проведения закалки.

1.1. Определить температуру закалки стали, пользуясь для этого нижней частью диаграммы железо-цементит рисунок 4.1. Для среднеуглеродистых доэвтектоидных сталей (40-65) нормальной температурой закалки является температура на 30-50 °С выше линии GS т.е. Ас3 + (30-50 °С). Для высокоуглеродистых заэвтектоидных сталей (У9 - У12) нормальной температурой закалки является температура на 30-50 °С выше линии PSK т.е. Ас1 + (30-50 °С).

1.2. Определить время нагрева образцов из расчета 1,5 мин на 1 мм диаметра или толщины образца.

1.3. Образцы поместить в печь, нагретую до температуры закалки для стали данной марки, и выдержать в печи требуемое время. При нагревании до температуры закалки образцов из стали 40 - 65 исходная феррито-перлитная структура превратится в структуру аустенита, а в образцах из стали У9 - У12 при температуре закалки будет структура аустенит и цементит, т.е. часть цементита остается нерастворенной.

1.4. Образцы последовательно один за другим вынуть из печи и охладить в воде (часть образцов) и в масле при непрерывке энергичном движении образца в охлаждающей жидкости. При охлаждении в воде происходит распад аустенита с образование мартенсита. При охлаждении в масле образуется смешанная мартенсито-трооститная структура.

1.5. Оба торца образцов зачистить на шлифовальной шкурке.

11470

Аустенит

Аст

Интервал закалочных температур

А + Ц

А+Ф

Р

7270

Ф+П

П+Ц

Рисунок 4.1 Оптимальный интервал температуры закалки углеродистой стали

2. Определение время закалки

1,5 мин. 14 = 21 минут - температура закалки.

3. Методика проведения отпуска

Чтобы обеспечить равномерность нагрева образцов, низкотемпературный отпуск (200 °С) надо проводить в масляной ванне, среднетемпературный и высокотемпературный отпуск (300-600 °С) - в соляной ванне. При отсутствии масляной и соляной ванн может быть использована электрическая муфельная печь.

3.1. Определить время выдержки при температуре отпуска из расчета 2-3 мин на 1 мм диаметра или толщины образца.

3.2. Образцы поместить в масляную ванну, нагретую до 2000С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе.

В результате отпуска при 2000С происходит превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска, снижение внутренних напряжений и хрупкости; твердость остается почти без изменений.

3.3. Оба торца зачистить на шлифовальной бумаге.

3.4. Определить твердость по HRC.

3.5. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 400 °С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 400 °С происходит превращение мартенсита в тростит отпуска (мелкодисперсную феррито-цементитную смесь), твердость снижается.

3.6. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.

3.7. Определить твердость по HRC.

3.8. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 6000О, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 600 °С образуется сорбит отпуска, феррито-цементитная смесь более крупная, чем тростит, твердость еще более снижается.

3.9. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.

3.10. Определить твердость по HRC.

Определение времени отпуска

2,5 мин. 14 = 35 минут - температура отпуска.

1,2% С

0,6% С

0,8% С

0,35% С

Рисунок 4.2 Кривые влияние температуры отпуска на изменение твёрдости закаленных углеродистых сталей с различным содержанием углерода.

4. Протокол

Материал

Размер

образца мм

Интервалt закалки

С0

отпечаткаотожженного

образца мм

HB

кг/мм2

Время закалки

мин

1

2

3

4

5

6

Сталь 35

200х14х14

910-950

5,14

134

21

отпечатка после закалки

Время отпуска

мин

HR

отпечатка после отпуска мм

HV

кг/мм2

7

8

9

10

11

35

3,14

HRC 40

HRA 70

4,14

213

Вывод: С помощью проведение различных вид термообработке, можно установить зависимость изменение механических свойств углеродистых сталей.

referatwork.ru

Закалка и отпуск углеродистых сталей

Лабораторная работа 4 Тема: "Закалка и отпуск углеродистых сталей" Цель: Научиться правильно проводить различные виды термообработок, устанавливать зависимость изменения механических свойств от вида термообработки. Задание: 1. Описать порядок применение закалки углеродистых сталей и определить температуру закалки согласно заданию. 2. Определить время закалки согласно заданию. 3. Описать назначение отжига и определить его время согласно заданию. 4. Результаты работы оформить в виде протокола. Ход работы: 1. Методика проведения закалки. 1.1. Определить температуру закалки стали, пользуясь для этого нижней частью диаграммы железо–цементит рисунок 4.1. Для среднеуглеродистых доэвтектоидных сталей (40–65) нормальной температурой закалки является температура на 30–50 °С выше линии GS т.е. Ас3 + (30–50 °С). Для высокоуглеродистых заэвтектоидных сталей (У9 – У12) нормальной температурой закалки является температура на 30–50 °С выше линии PSK т.е. Ас1 + (30–50 °С). 1.2. Определить время нагрева образцов из расчета 1,5 мин на 1 мм диаметра или толщины образца. 1.3. Образцы поместить в печь, нагретую до температуры закалки для стали данной марки, и выдержать в печи требуемое время. При нагревании до температуры закалки образцов из стали 40 – 65 исходная феррито-перлитная структура превратится в структуру аустенита, а в образцах из стали У9 – У12 при температуре закалки будет структура аустенит и цементит, т.е. часть цементита остается нерастворенной. 1.4. Образцы последовательно один за другим вынуть из печи и охладить в воде (часть образцов) и в масле при непрерывке энергичном движении образца в охлаждающей жидкости. При охлаждении в воде происходит распад аустенита с образование мартенсита. При охлаждении в масле образуется смешанная мартенсито-трооститная структура. 1.5. Оба торца образцов зачистить на шлифовальной шкурке. Рисунок 4.1 Оптимальный интервал температуры закалки углеродистой стали 2. Определение время закалки 1,5 мин. 14 = 21 минут – температура закалки. 3. Методика проведения отпуска Чтобы обеспечить равномерность нагрева образцов, низкотемпературный отпуск (200 °С) надо проводить в масляной ванне, среднетемпературный и высокотемпературный отпуск (300–600 °С) – в соляной ванне. При отсутствии масляной и соляной ванн может быть использована электрическая муфельная печь. 3.1. Определить время выдержки при температуре отпуска из расчета 2–3 мин на 1 мм диаметра или толщины образца. 3.2. Образцы поместить в масляную ванну, нагретую до 2000С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 2000С происходит превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска, снижение внутренних напряжений и хрупкости; твердость остается почти без изменений. 3.3. Оба торца зачистить на шлифовальной бумаге. 3.4. Определить твердость по HRC. 3.5. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 400 °С, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 400 °С происходит превращение мартенсита в тростит отпуска (мелкодисперсную феррито-цементитную смесь), твердость снижается. 3.6. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке. 3.7. Определить твердость по HRC. 3.8. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 6000О, выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпуска при 600 °С образуется сорбит отпуска, феррито-цементитная смесь более крупная, чем тростит, твердость еще более снижается. 3.9. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке. 3.10. Определить твердость по HRC. Определение времени отпуска 2,5 мин. 14 = 35 минут – температура отпуска.
1,2% С
0,6% С 0,8% С
0,35% С
Рисунок 4.2 Кривые влияние температуры отпуска на изменение твёрдости закаленных углеродистых сталей с различным содержанием углерода. 4. Протокол
Материал
Размер образца мм Интервал t закалки С0 Æ отпечатка отожженного образца мм
HB
кг/мм2
Время закалки мин
1 2 3 4 5 6
Сталь 35 200х14х14 910–950 5,14 134 21
Æ отпечатка после закалки Время отпуска мин HR Æ отпечатка после отпуска мм HV кг/мм2
7 8 9 10 11
35 3,14 HRC 40 HRA 70 4,14 213
Вывод: С помощью проведение различных вид термообработке, можно установить зависимость изменение механических свойств углеродистых сталей.

www.coolreferat.com


Смотрите также