Выбор охлаждающей среды для закалки сталей

Для закалки доэвтектоидной и эвтектоидной сталей необходимо выполнить три условия.

2. Выдержать при температуре нагрева определенное время.

3. Охладить со скоростью, не менее критической. Тогда аустенит превратится в мартенсит (рис. 5.4).

На диаграмму изотермического распада переохлажденного аустенита накладываются кривые непрерывного охлаждения: V ₁, V ₂, V ₃, V ₄(см. рис. 2.4). Диаграмма представлена двумя линиями в виде буквы С. Слева от С-образных кривых находится область переохлажденного аустенита. Левая кривая – начало превращения аустенита в феррито-цементитную смесь, а правая – конец этого превращения.

При охлаждении со скоростями V ₁, V ₂ и V ₃получают пластинчатые феррито-цементитные смеси, перлит, сорбит и троостит.

Ниже температуры М_Н начинается бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. При температуре М_К образование мартенсита заканчивается.

Мартенситное превращение протекает при непрерывном охлаждении в интервале температур от М_Н до М_К со скоростью выше критической, например, при закалке стали в воде (V ₄).

Критической скоростью закалки (V _КР) называют скорость охлаждения, при которой аустенит превращается только в мартенсит.

Рис. 6.4 Диаграмма изотермического распада аустенита для эвтектоидной стали

Углерод в значительной степени снижает температуру начала и конца мартенситного превращения, уже при содержании углерода 0,5 % конец мартенситного превращения М_Клежит в области отрицательных температур. Поскольку обычно закалка стали заканчивается при комнатной температуре, то в стали с таким содержанием углерода мартенситное превращение не доходит до конца и наряду с мартенситом сталь после закалки содержит и некоторое количество аустенита, который называется аустенитом остаточным (просматривается в виде светлых полей (рис. 6.2) между мартенситными иглами закаленной стали). Аустенит обладает гораздо меньшей твёрдостью, чем мартенсит, поэтому закаленную сталь, имеющую в структуре аустенит остаточный (а его количество колеблется от 20 % до 60 %), подвергают обработке холодом (до –70 °С, –80 °С), т. е. по сути дела продолжают закалку до температуры конца мартенситного превращения, когда аустенит остаточный превращается в мартенсит.

1. Каждый студент получает один образец конструкционной углеродистой стали замеряет его твёрдость на приборе Бринелля.

2. Определяет время выдержки образца в печи, помещает образец в нагретую до заданной температуры муфельную электропечь с автоматическим регулированием.

3. По окончании выдержки студент быстро переносит клещами образец в охлаждаемую жидкость (вода, масло) для закалки, где интенсивно перемешивает вверх–вниз во избежание образования паровой рубашки.

4. Замеряет твёрдость образца после закалки на приборе Роквелла, данные сводятся в табл. 6.1.

5. Исследует и зарисовывает микроструктуры стали на микроскопе МИМ-7, полученные при всех режимах закалки.

1. Ход работы – см. «Порядок выполнения работы».

2. Построение графической зависимости твёрдости стали от температуры закалки в координатах НRС – Т °C закалки (по данным таблицы).

3. Изображение всех структур исследуемых образцов cтали 45 в кружках диаметром 25 или 50 мм.

1. Назовите основные элементы режима закалки и ее цели.

2. Какую структуру должны получить доэвтектоидные стали при нагреве под закалку?

3. Что такое мартенсит? Какими особенностями строения его кристаллической решетки можно объяснить его высокую твердость и хрупкость?

4. От чего зависит степень тетрагональности мартенсита?

5. Почему при закалке заэвтектоидных сталей нагрев производят до температуры А_С1 + (30 ¸ 50) °С.

6. Какой структурой будет обладать инструментальная сталь У8 после закалки до комнатной температуры.

7. От чего зависит количество остаточного аустенита при закалке?

1. После закалки стали 40 со скоростью охлаждения больше критической, была получена структура, состоящая из феррита и мартенсита. По диаграмме Fe–Fe₃C указать принятую в данном случае температуру нагрева под закалку и описать превращения, происходящие в стали при такой обработке (нагреве и охлаждении). Как называется такой вид закалки.

2. Углеродистая сталь У12 после закалки в одной охлаждающей среде приобрела структуру мартенсит + цементит. Используя диаграмму Fe–Fe₃C, указать температуру нагрева данной стали под закалку. Описать превращения, происходящие в процессе закалки и образующуюся структуру.

3. Углеродистые стали 35 и У8 имеют после закалки структуру мартенсит, используя диаграмму Fe–Fe₃C, указать температуру закалки для каждой стали. Описать превращения, происходящие в этих сталях в процессе закалки. Какая сталь имеет более высокую твердость и почему?

4. Изделия из стали 40 были недогреты при закалке. Чем характеризуется недогрев? Чем он вреден и как исправить этот дефект?

5. С помощью диаграммы состояния Fe–Fe₃Cопределить температуры полной и неполной закалки для стали 45. дать краткое описание микроструктуры и свойств стали после каждого из этих видов термической обработки.

6. Шестерни из стали 45 закалены: первая от температуры 740 °С, а вторая от температуры 830 °С. Используя диаграмму Fe–Fe₃C, объяснить, какая из этих шестерен имеет более высокую твердость и лучшие эксплутационные свойства и почему?

7. Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Чем характерен перегрев? Чем он вреден? Как можно исправить такой дефект?

8. Назначить режим закалки (температуру, время выдержки и охлаждающую среду) детали сечением 20 мм из стали 50. Описать сущность превращений, происходящих при закалке, микроструктуру и свойства детали.

9. Метчики из стали У8 закалены: первый от температуры 760 °С, а второй – 850°С. Используя диаграмму Fe–Fe₃C, объяснить, какой из этих метчиков закален правильно, имеет высокие режущие свойства и почему?

10. Изделия из стали 45 были перегреты при закалке. Что такое перегрев? Чем он вреден и как исправить этот дефект?

11. В чем заключается отрицательное влияние цементитной сетки на свойства инструментальной стали У10 и У12. какой термической обработкой можно ее уничтожить? Дать обоснование выбранного режима.

12. Как изменяются структура и свойства стали 45 и У10 в результате закалки от температур 750 °С и 850 °С? Объяснить изменение структуры с помощью диаграммы состояния Fe–Fe₃C.

13. Образцы из стали марок 50 и У8 закалены с температур 710 °С, 780 °С, 850 °С. Указать необходимую среду охлаждения, получаемый микроструктуры и твердость. Пояснить результаты каждой из этих видов закалки.

14. Инструмент из стали У12 имеет структуру перлита и вторичного цементита, расположенного в виде сетки и игол. Как провести закалку такого инструмента? дать обоснование выбранного режима.

15. Назначить режим термической обработки (температуру нагрева, время выдержки и охлаждающую среду) зубил сечением 25 мм из стали У7. описать сущность происходящих превращений, микроструктуру и твердость инструмента после обработки.

16. Назначить режим закалки (температуру, время выдержки, охлаждающую среду) фрез диаметром 18 мм из стали марки У10. Описать сущность происходящих превращений, микроструктуру и твердость инструмента после закалки.

17. При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура троостит. Нанести на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. При каком охлаждении можно получить мартенсит? Описать характер превращений в каждом случае.

18. Изделия после закалки имеют твердость более низкую, чем предусмотрено техническими условиями. Чем вызван этот дефект и как его можно устранить?

19. С какой целью производится закалка в двух средах и как она практически осуществляется? Каковы ее преимущества и недостатки?

20. Как выполняется обычная и ступенчатая закалка? В чем их преимущество и недостатки?

21. Вычертить диаграмму изотермического превращения аустенита для стали 50. Нанести на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 500 НВ. Указать, как этот режим называется, описать сущность происходящих превращений, микроструктуру, получаемую в данном случае.

22. Какие причины вызывают коробление и трещины изделий при закалке? Как можно предохранить изделия от образования закалочных трещин и коробления?

23. Какие факторы определяют результаты закалки? Дать характеристику возможных видов закалки.

24. Доэвтектоидная углеродистая сталь имеет крупнозернистую структуру перегрева. Какой вид термической обработки следует применить для устранения перегрева и какие изменения происходят в структуре стали при этой термообработке.

25. Какова технология закалки токами высокой частоты, в чем ее преимущество? Какие механические свойства имеет сталь после такой обработки?

Цель работы: исследование влияния температуры отпуска на структуру и свойства конструкционной углеродистой стали.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

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...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

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

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