Термообработка стали-2012 (1)
.pdf10.После зачистки поверхности измерить твердость по Роквеллу всех отпущенных образцов (шкала С, 5 измерений на каждом образце).
31
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
Химический состав исследуемых образцов |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка |
|
|
|
Содержание элементов, % масс |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стали |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
Cr |
W |
Mn |
Si |
S |
P |
Fe |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У8 |
0.75-0,85 |
|
– |
– |
0,4 |
0,35 |
0,03 |
0,04 |
Осталь- |
|
ное |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ХВГ |
0,9-1,05 |
|
0,9-1,2 |
1,2-1.6 |
0,8-1,1 |
– |
– |
– |
Осталь- |
|
ное |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Составление отчета
1.Произвести математическую обработку результатов определения твердости стали после отжига, закалки и трех режимов отпуска и занести результаты в табл. 2.
2.Построить график зависимости твердости стали от температуры отпуска. На этот же график нанести значения твердости после отжига и после закалки.
3.Используя литературные источники, зарисовать микроструктуру стали после различных видов термообработки.
6.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Назовите твердые растворы углерода в - и -Fe. Укажите их отличительные особенности: температурную область на диаграмме состояния, предельную концентрацию углерода, кристаллическую структуру, свойства.
2.Что представляет собой цементит, каковы условия его образования, состав и свойства?
3.С какой целью и как проводится отжиг второго рода для углеродистых сталей? Укажите температуру эвтектоидного превращения и концентрацию углерода, соответствующую эвтектоидной точке. Назовите структурные и фазовые составляющие доэвтектоидной, эвтектоидной и заэвтетоидной стали после отжига.
4.Какую термообработку называют закалкой? С какой целью проводят закалку углеродистой стали? Какова температура нагрева под закалку сталей доэвтектоидного и заэвтектоидного состава?
5.Что такое мартенсит (условия образования, термодинамическая стабильность, содержание углерода, кристаллическая решетка, структура, свойства)?
6.Какую скорость охлаждения при закалке называют критической? Как влияет легирование стали на ее закаливаемость и прокаливаемость?
7.С какой целью и при каких температурах производится отпуск закаленной стали? Какие изменения претерпевает сталь в процессе отпуска?
8.Что общего и какие различия между следующими структурными состояниями стали: «перлит», «сорбит», «троостит»? Сравните условия образования, фазовый состав, форму и дисперсность фазовых составляющих, твердость.
34
35
Таблица 2
Твердость HRС исследованных образцов после термообработки (ТО)
Марка |
Режим |
|
|
|
Значения твердости |
|
|
|
||||
№ обр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
стали |
ТО |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Средне |
S |
2 |
Н |
||
|
||||||||||||
|
|
|
е |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Отжиг |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2-го |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
рода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Закалка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Закалка |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
низкий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
отпуск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Закалка и |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
средний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
отпуск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Закалка и |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
высокий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
отпуск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Бочвар А. А. Металловедение. - М.: Металлургия,
1956. - 494 с.
2.Металловедение и термическая обработка стали: Справочное издание/ Под редакцией Бернштейна М.Л. и др. Т. 2. – М.: Металлургия, 1983.
3.Новиков И. И. Теория термической обработки металлов. - М.: Металлургия, 1986. – 391 с.
4.Масленников Ф. И. Лабораторный практикум по металловедению. – М.: Машиностроение, 1961. - 264 с.
5.Богомолова Н. А. Практическая металлография. – М.: Высшая школа, 1987. – 240 с.
6.Левинский Ю.В. Основы теории термической обработки металлов: Методическая разработка. – М.: МИТХТ им. М. В. Ломоносова, 1980.
7.Емельянова Т.А. Определение твердости металлических образцов: Руководство к лабораторной работе. – М.: МИТХТ им. М. В. Ломоносова, 2004.
8.ПРИЛОЖЕНИЕ
1.Отжиг
Втерморегулятор введена термическая программа отжига 2-го рода, для эвтектоидной стали(рис. 1, табл. 1). Отжиг производится в следующем порядке.
1.Загрузить в печь образцы, закрыть дверку.
2.Включить в сеть 220 В.
3.Включить терморегулятор. На индикаторе появятся текущие параметры (дежурный режим):
36
4.После установки номера участка программы, необходимо кнопкой АВТ/ВВОД включить выполнение заданной программы нагрева.
5.В автоматическом режиме на индикаторе по мере выполнения программы появляются номер участка и
буква, обозначающая вид участка: Н – нагрев, С – выдержка,
L– охлаждение.
6.Отключение печи и переход в дежурный режим осуществляется после выполнения программы или одновременным нажатием кнопок АВТ/ВВОД и
СТОП ↓.
После окончания работы необходимо выдержать
время до охлаждения печи до температуры 500 0С, после этого выключить терморегулятор и печь из сети.
Рис. 1. Термическая программа отжига
37
Таблица 1
Программа отжига
|
N участка |
Т0С |
τ, мин. |
8 |
– нагрев |
820 |
0 (фактически 40) |
9 |
– выдержка |
820 |
30 |
|
10 – |
До |
270 мин = 4,5 |
|
охлаждение |
600 |
часа |
|
→ выключить печь |
||
|
|
|
|
|
11 – |
|
|
охлаждение с |
До 25 |
произвольное |
|
|
печью |
|
|
2. Закалка
Термическая программа закалки стали приведена на рисунке 4 и в таблице 2.
1.Включить печь и терморегулятор. На индикаторе появятся текущие параметры дежурного режима
(рис. 2).
Рис. 2. Индикатор терморегулятора в дежурном режиме
2.Установить N начального участка 10, включить программу: АВТ/ВВОД; на индикаторе текущие параметры автоматического режима (рис. 3).
38
Рис. 3. Индикатор терморегулятора в автоматическом режиме.
3.После шлифовки и определения твердости на оттожженных образцах (измерить твердость HRC на 2-х образцах в 5-ти точках), загрузить 3 образца в разогревающуюся печь, для этого перевести регулятор в дежурный режим – нажать одновременно АВТ/ВВОД и СТОП ↓, с помощью щипцов поместить образцы в печь вблизи термопары, закрыть дверцу печи. Кнопками ↑↓ установить на индикаторе участок 10, плотно закрыть дверцу печи и включить
автоматический режим: АВТ/ВВОД.
4.Следить за выполнением программ на участках 10 и 11. В процессе работы смена участка сопровождается звуковым сигналом и обнулением времени. Зафиксировать изменение фактической температуры в процессе выдержки. Подготовить сосуд с водопроводной водой для закалки, поставить его рядом с печью.
5.По окончании выдержки перевести регулятор в дежурный режим – одновременно АВТ/ВВОД и СТОП ↓. Закалить последовательно 3 образца. После удаления каждого образца быстро закрывать дверцу. Пользоваться щипцами и перчатками.
Соблюдать осторожность!!!
39
6.Установить на индикаторе участок 12, включить автоматический режим. По окончании работы выключить терморегулятор и печь из сети.
Таблица 2
Программа закалки
N участка |
Т,0С |
|
τ , мин |
|
|
|
|
10 |
820 |
|
0 |
11 |
820 |
|
30 |
→ закалка |
|
||
12 |
|
|
|
Рис. 4. Термическая программа закалки.
40