новая папка 1 / 541635

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОГО МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКАЛИВАЕМОСТИ И ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе

по дисциплине «Теория и технология термической обработки»

Составители: Т.С. Жучкова И.П. Горбунов Е. Л. Торопцева

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОГО МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКАЛИВАЕМОСТИ И ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе

по дисциплине «Теория и технология термической обработки»

Составители: Т.С. Жучкова И.П. Горбунов Е. Л. Торопцева

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОГО МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКАЛИВАЕМОСТИ И ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе

по дисциплине «Теория и технология термической обработки»

Составители: Т.С. Жучкова И.П. Горбунов Е. Л. Торопцева

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

5

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОГО МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКАЛИВАЕМОСТИ И ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе

по дисциплине «Теория и технология термической обработки»

Составители: Т.С. Жучкова И.П. Горбунов Е. Л. Торопцева

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

6

УДК 669.01+621.78(07) Ж941

Рецензент – Косинова О.А., старший преподаватель.

Жучкова, Т.С.

Ж941 Изучение закаливаемости и прокаливаемости стали [Текст]: методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Теория и технология термической обработки» / сост. Т.С. Жучкова, И.П. Горбунов, Е.Л. Торопцева.– Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 13 с.

Методический указания предназначаются для студентов четвёртого курса направления подготовки 150100 «Материаловедение и технологии материалов в металлургии» и 150400 «Металлургия» квалификации бакалавра. В работе рассмотрены расчётные методы определения прокаливаемости и закаливаемости стали и по ГОСТ 5657-59.

Табл. 3. Ил. 6. Библиогр.: 3 назв.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный

7

Лабораторная работа № 1

Изучение закаливаемости и прокаливаемости стали

Цель работы: 1) изучить методику определения закаливаемости и

прокаливаемости стали по ГОСТ 5657-59;

2)определить прокаливаемость стали расчётными методами.

1.Определения закаливаемости и прокаливаемости стали по ГОСТ 5657-59.

Закаливаемость – способность стали закаливаться на максимальную твёрдость, что обеспечивается получением мартенситной структуры. Закаливаемость определяется главным образом содержанием углерода в стали.

Прокаливаемость – способность стали воспринимать закалку на определённую глубину, которая определяется по твёрдости полумартенситной зоны (50% мартенсита + 50% троостита) ( табл. 1) или по твёрдости мартенситной зоны.

Прокаливаемость зависит от факторов, способствующих увеличению устойчивости переохлаждённого аустенита, т.е. уменьшающих критическую скорость закалки. Чем меньше критическая скорость закалки, тем выше прокаливаемость стали. Увеличение содержания углерода, наличие легирующих элементов повышают прокаливаемость стали.

8

Таблица 1

Твёрдость полумартенситной зоны (50% М + 50% Т) для углеродистых и

легированных сталей

Несквозная прокаливаемость является следствием того, что сердцевина образца охлаждается со скоростью меньшей критической, и аустенит в этом случае распадается на ферритно-карбидную смесь, в то время как в поверхностных слоях образуется мартенситная структура. Чтобы прокаливаемость не ставить в зависимость от способа среды охлаждения,

вводится теоретическое понятие об идеальном критическом диаметре.

Идеальный критический диаметр – это такой диаметр, у которого в центре при закалке в идеально охлаждающей жидкости получается полумартенситная твёрдость. Теоретическое понятие «идеальный критический диаметр» Д∞ является удобной величиной для определения реальных критических диаметров До.

9

Методика проведения работы

Прокаливаемость стали определяется методом торцевой закалки. В

работе используются углеродистые (30, 40, 50, 60, У8, У10) и легированные

(40Х, 40Г, 40ХН, 30ХГСА и т.д.) стали.

Метод торцевой закалки (ГОСТ 5657-69)

Торцевая закалка выполняется на стандартных образцах диаметром 25

мм, длиной 100 мм. Температура аустенизации АС 3 + 30-50оС, выдержка 30

минут. Охлаждение торца производится струёй воды на специальной установке.

Рекомендуемый порядок выполнения работы:

1.Измерить твёрдость образца в исходном состоянии на приборе Роквелла по шкале HRB.

2.Поместить образец в печь и нагреть до заданной температуры.

3.После нагрева и выдержки образец быстро перенести в закалочную установку. После закалки торца образец охладить до комнатной температуры.

4.На боковых диаметрально противоположных поверхностях отшлифовать две площадки на глубину 0,5±0,1 мм и измерить твёрдость на приборе Роквелла по шкале HRCэ от торца через равные промежутки 1,5-3 мм до получения твёрдости полумартенситной зоны.

10

Обработка результатов и составление отчёта

Результаты опытов по определению прокаливаемости методом торцевой закалки вписать в таблицу 2.

Таблица 2

Измерение твёрдости по длине образца стали

По результатам таблицы 2 построить график зависимости изменения твёрдости от расстояния (HRCэ- l). Определить величину полосы прокаливаемости (lс, мм), которая представляет собой расстояние от торца до полумартенситной зоны (50% М+50% Т). Твёрдость полумартенситной зоны определить по таблице 2. Зная величину полосы прокаливаемости,

определить критический диаметр Д∞ по номограмме Блантера М.Е. (рис. 1),

скорость охлаждения в центре изделия, а также критические диаметры До для различных охлаждающих сред (воды, минерального масла, воздуха).

Результаты экспериментов обобщить в таблице 3.

11

Рисунок 1. Номограмма Блантера М.Е. для определения прокаливаемости сталей по результатам торцевого испытания

Таблица 3

Величина критического До и идеального критического Д диаметра сталей

12