вариант 7 МТКМ

Задание №3

По своему варианту задания выберите режим термической обработки резца из стали У13 для получения HRC62, обоснуйте свой выбор. Постройте график термической обработки изделия. На основе диаграммы состояний «железо–цементит» и построенного графика термической обработки опишите превращения, происходящие в структуре стали.

У13 - сталь инструментальная углеродистая, с=1,3%, заэвтектоидная. Применяют для инструментов повышенной износостойкости, работающих при умеренных и значительных давлениях без разогрева режущей кромки..

Резец -режущий инструмент, предназначен для обработки деталей различных размеров, форм, точности и материалов. Является основным инструментом, применяемым при токарных, строгальных и долбёжных работах (и на соответствующих станках).

Для достижения заданных свойств данной детали применим неполную закалку и низкий отпуск.

Рисунок 6. График определения начальной температуры закалки

То=727°C

При неполной закалке нагрев стали осуществляется выше линии РSК(точка Ac1) на 30-50 0 С. При этом в образуется структура аустенит +

цементит. В таком случае даже охлаждение с очень высокой скоростью не

11

может обеспечить чисто мартенситной структуры, так как избыточные фазы (цементит) сохраняются в структуре без изменений, в результате в заэвтектоидных сталях получается структура– мартенсит + цементит. Среда охлаждения – вода.

Тзак=727+(30-50)=757-787’C

Рисунок 7. Изменение структуры стали при неполной закалке

Затем проводим отпуск. Низкий (низкотемпературный отпуск) проводят при температурах не выше 250...300°С. При таких температурах происходит частичное обезуглероживание мартенсита и выделение из него некоторого количества избыточного углерода в виде частиц е - карбида железа. Образующаяся структура, состоящая из частичного обезуглероженного мартенсита и е-карбидов, называется отпущенным мартенситом. Выход некоторого количества углерода из решетки мартенсита способствует уменьшению её искажения и снижению внутренних напряжений. При таком отпуске несколько повышается прочность и вязкость без заметного снижения твёрдости. В целом изменение свойств при низком отпуске незначительно. Так закалённая сталь с содержанием углерода 0,5... 1,3 % после низкого отпуска сохраняет твёрдость в пределах 58...63 HRC, а следовательно, обладает высокой износостойкостью.

12

Рисунок 8. График термической обработки детали «резец»

После термической обработки изделие обладает следующими свойствами: HRC 65.

Для экспериментальной оценки твердости воспользуемся методом Роквелла: твердость оценивают по величине оставшегося отпечатка на поверхности испытуемого материала.

По методу Роквелла (рис.9) твердость определяют вдавливанием алмазного конуса при нагрузке 1500Н (НRс). Величину твердости устанавливают с помощью индикатора, циферблат которого имеет три шкалы: красную В – для испытаний стальным шариком; черную А, С - для испытаний алмазным конусом. Твердость по Роквеллу измеряется в условных единицах.

Рисунок 9. Метод определения твердости по Роквеллу

13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вданной расчётно-графической работе была изучена диаграмма «Fe- C»(железо – углерод). В ходе выполнения работы построил диаграмму «Fe-C», описал структурные и фазовые превращения при медленном охлаждении сплава с содержанием углерода 5,4%, при T=400°C. Охарактеризовал сплав, определил для него состав фаз, определил число степеней свободы и построил кривую охлаждения.

Во втором задании для указанного изделия выбрал марку сплава и описал технологию обработки и структуру для получения окончательных свойств.

Вследующем задании выбрал режим термической обработки изделия из стали моего варианта для получения свойств. Построил график термической обработки изделия и описал превращения, происходящие в структуре стали.

14

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Методические указания по выполнению расчетно-графической работы по разделу «Материаловедение» дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов специальности 190300 (23.05.03) очной и заочной формы обучения / Ж.В. Самохвалова. – Самара: СамГУПС, 2015. – 21 с

2.Задания на контрольную работу с методическими указаниями по дисциплинам «Материаловедение», «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов заочной формы обучения специальностей 190109.65, 190300.65 / Составители: Т.П. Лукоянчева, Ж.В. Самохвалова. – Самара, СамГУПС, 2013. – 33

3.Самохвалова Ж.В. Материаловедение: Конспект лекций / Ж.В. Самохвалова. – Самара : СамГУПС, 2008. – 101 с

4.Марочник сталей и сплавов. http:// splav-kharkov.com

5.Материаловедение: Учебник для ВУЗов. / Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г., Рыжов Н.М., Силаева В.И. под редакцией Арзамасова Б.Н. и Мухина Г.Г. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 648 с.

6.Металлический портал http://metallicheckiyportal.ru/marki_metallov/sti/U12

15