Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Краткие теоретические сведения





 

Углеродистые инструментальные стали обладают небольшой прокаливаемостью и пониженной закаливаемостью. Их используют для резания с малой скоростью, ибо их твердость сильно снижается при нагреве выше 190–200°С. Применяются после закалки и низкотемпературного отпуска. Структура их состоит из отпущенного мартенсита и избыточного цементита (для заэвтектоидных). Легированные инструментальные стали также не обладают повышенной устойчивостью против отпуска и пригодны для резания с относительно небольшой скоростью. Однако обладают большей прокаливаемостыо и закаливаемостью, чем углеродистые инструментальные стали. Применяются после закалки и низкотемпературного отпуска.
В таком состоянии структура их состоит из отпущенного мартенсита и легированного цементита.

Для быстрорежущих сталей характерной особенностью является высокая красностойкость, т. е. они обладают способностью сохранять свою структуру (мартенсит) и высокую твердость при повышенных температурах (до 600–620°С).

В литом состоянии быстрорежущая сталь содержит эвтектику, напоминающую ледебурит. После ковки и отжига эвтектика и карбиды измельчаются и равномерно распределяются в основной металлической массе, представляющей сорбитообразный перлит.

Для придания стали требуемых эксплуатационных свойств инструмент закаливают с температуры 1280–1290°С. В результате образуется легированный вольфрамом и ванадием мартенсит, а также сохраняются нерастворенные карбиды и остаточный аустенит, который распадается
при последующем отпуске. Структура быстрорежущих сталей после отпуска состоит из мартенсита и первичных карбидов.

Твердые сплавы относятся к металлокерамическим и для их изготовления порошки карбидов вольфрама и титана смешивают со связывающим веществом (кобальтом), прессуют в формах и тем самым придают изделию соответствующую внешнюю форму. Затем эти заготовки подвергают спеканию при высокой температуре (1500–2000°С). Твердость сплавов очень высокая – 89–90 HRA (72–74 НRС).

Твердые сплавы сохраняют эту твердость до 900–1000°С и используются для резания с повышенной скоростью и для обработки твердых материалов. Микроструктура вольфрамо-кобальтовых сплавов состоит из зерен WC (светлые участки), переплетенных прослойками (темные участки) твердого раствора WC в Сo. Эти прослойки составляют непрерывную сетку, пронизывающую всю структуру сплава.

Микроструктура титано-вольфрамо-кобальтовых сплавов состоит
из трех фаз: белые зерна с хорошо выраженными формами (карбиды вольфрама WC), округлые зерна – твердый раствор TiC – WC , черные (вытравленные) прослойки между карбидными зернами – твердый раствор на основе кобальта.

Углеродистые и легированные инструментальные стали сравнительно мало различаются по твердости, износоустойчивости и режущим свойствам. Все эти стали после окончательной термообработки имеют высокую твердость (60–64 HRC) и сохраняют ее при нагреве примерно до 200°С. При более высоком нагреве значительно усиливается укрупнение выделяющихся из мартенсита карбидных частиц и распад мартенсита, что понижает твердость и износостойкость. Поэтому углеродистые и легированные стали применяют для резания с небольшой скоростью, т. е. когда
не происходит большого разогрева режущей кромки.

Быстрорежущие стали получают после закалки и отпуска (550–560°С) такую же высокую твердость (63–65 НRС), однако сохраняют эту высокую твердость и износостойкость при нагреве до 600–625°С. Вследствие этого быстрорежущие стали обладают значительно более высокими режущими свойствами, и их применяют для обработки материалов с большой скоростью резания и для снятия стружки большого сечения. Чем выше температура, до которой сталь сохраняет высокую твердость, тем выше ее режущие свойства. Красностойкость быстрорежущей стали обусловлена присутствующими в мартенсите легирующими элементами: вольфрамом, ванадием, хромом. Эти элементы выделяются из мартенсита лишь при повышенных температурах (500–600°С), а образуемые ими сложные карбиды мало укрупняются при этих температурах.

 

Материалы, оборудование и принадлежности

 

Для выполнения работы необходимы: образцы углеродистой, легированной и быстрорежущей стали, муфельные электрические печи, нагретые до температур 200, 400, 600 и 700°С, водяная баня, твердомер ТК, наждачное точило и шлифовальная бумага, щипцы.

 

Ход работы

На основании сведений, полученных от преподавателя, записать
в таблицу 7.1 химический состав исследуемых образцов инструментальной стали.

Таблица 7.1

№ пп Марка стали Содержание элементов, % Состояние образцов до термообработки
C Mn Si Cr W V Mo Другие
У8                  
90Хф                  
Р18                  

 

На одном-двух образцах каждой марки стали измерить твердость по Роквеллу (шкала С). Найти среднее арифметическое значение твердости и записать данные (для каждой марки стали) в таблицу 7.2.

 

Таблица 7.2

№ пп Марка стали Твердость до нагрева, HRC (непосредственно после закалки) Средняя твердость HRC после нагрева в течение 1часа при температуре, °С
У8            
90ХФ            
Р18            

 

Образцы каждой марки стали (в количестве, указанном преподавателем) загрузить в водяную баню (температура 100°С) и в печи с температурами 200, 400, 600 и 700°С. Время выдержки 1 ч. После выдержки образцы охладить на воздухе.

Остывшие образцы зачистить на наждачном круге и наждачной бумагой до появления металлического блеска и измерить твердость по Роквеллу (шкала С). Результаты измерения, как среднее из двух-трех замеров твердости образцов, нагретых до данной температуры, записать в таблицу 7.2.

По результатам измерения твердости построить график: по оси ординат – твердость НRС, по оси абсцисс – температура нагрева, °С.

На один график нанести кривые всех трех изученных марок стали.

 

Содержание отчета

 

Отчет должен содержать: название работы и ее цель, краткие теоретические сведения, ход работы, результаты экспериментов по таблицам 7.1 и 7.2, график с нанесенными тремя кривыми зависимости твердости углеродистой, легированной и быстрорежущей сталей от температуры нагрева, выводы о влиянии нагрева на свойства закаленных инструментальных сталей с объяснением наблюдаемых явлений.

 

 

Лабораторная работа 8

МИКРОСТРУКТУРА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Цель работы – изучить микроструктуру цветных металлов и сплавов. Установить связь между структурой сплава и его свойствами.

 

Краткие теоретические сведения

 

Алюминий и его сплавы

 

Алюминий и его сплавы обладают малой плотностью, высокой тепло- и электропроводностью. Благодаря сравнительно высоким механическим свойствам алюминиевые сплавы делятся на применяемые в деформированном виде и в литом. Границей между этими двумя видами сплавов является предел насыщения твердого раствора вторым компонентом
при эвтектической температуре.

Деформируемые сплавы. Наиболее распространены сплавы алюминия с медью, получившие название дуралюминов. Они содержат 3,5–5,5% Сu с небольшими добавками магния и марганца Структура дуралюмина после отжига состоит из зерен α-твердого раствора, содержащего около 0,5% Сu (светлый фон шлифа) и мелких вторичных кристаллов СuАl2, расположенных по границам и внутри зерен твердого раствора в виде темных точек.

Литейные сплавы. Структура этих сплавов по сравнению с деформируемыми сплавами крупнозернистая, грубая. Наиболее распространенными литейными сплавами являются силумины – сплавы алюминия с 8 – 14% кремния.Для измельчения зерна и улучшения механических свойств силумины модифицируют. Благодаря модифицированию измельчается зерно и строение эвтектики.

Структура немодифицированного сплава состоит из алюминиевого α-твердого раствора (основной светлый фон шлифа) и эвтектики α + Si (темные участки), в которой кремний находится в виде крупных игл, структура грубая. После модифицирования структура измельчается: она состоит из первичных дендритов α-твердого раствора (светлый фон) и мелкой (дисперсной) эвтектики (темный фон).

 

Медь и ее сплавы

 

Медь и ее сплавы относятся к группе тяжелых металлов. Наибольшее применение имеют сплавы меди с цинком (латуни) и сплавы меди
с оловом, алюминием, марганцем, свинцом и т. п. (бронзы).

Латуни. При содержании цинка до 39% латуни однофазные. Структура их состоит из зерен твердого раствора α с наличием двойниковых образований. Зерна имеют различную окрашиваемость вследствие анизотропии. При содержании цинка более 30% латуни двухфазные. Структура их состоит из твердого раствора α (светлый фон) и твердого раствора β (темный фон). Прочность двухфазных латуней выше однофазных.

Бронзы. Оловянистые бронзы содержат более 6% Sn в литом состоянии вследствие сильной ликвации имеют двухфазную cтруктуру:
α- твердый раствор и эвтектоид α + Cu + Sn8.

Сплавы, содержащие менее 6% олова, в литом виде состоят из дендритов неоднородного твердого раствора. Такие сплавы обладают высокими антифрикционными свойствами. Отжиг, выравнивая химический состав, устраняет ликвацию. Бронзы после отжига имеют однофазную структуру и теряют антифрикционные свойства.

Алюминиевые бронзы обладают или однофазной структурой (при 4–6% Аl), или двухфазной (при 10–12% Аl ), состоящей из кристаллов
α-твердого раствора и эвтектоида α + δ.

 







Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2022 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.