Лабораторная работа 4
Тема: "Закалка и отпускуглеродистых сталей"
Цель: Научиться правильнопроводить различные виды термообработок, устанавливать зависимость изменениямеханических свойств от вида термообработки.
Задание:
1. Описать порядок применение закалки углеродистых сталей иопределить температуру закалки согласно заданию.
2. Определитьвремя закалки согласно заданию.
3. Описать назначениеотжига и определить его время согласно заданию.
4. Результатыработы оформить в виде протокола.
Ходработы:
1.Методика проведения закалки.
1.1.Определить температуру закалки стали, пользуясь для этого нижней частьюдиаграммы железо–цементит рисунок 4.1. Для среднеуглеродистых доэвтектоидныхсталей (40–65) нормальной температурой закалки является температура на 30–50 °Свыше линии GS т.е. Ас3 + (30–50 °С). Для высокоуглеродистыхзаэвтектоидных сталей (У9 – У12) нормальной температурой закалки являетсятемпература на 30–50 °С выше линии PSK т.е. Ас1 + (30–50 °С).
1.2.Определить время нагрева образцов из расчета 1,5 мин на 1 мм диаметраили толщины образца.
1.3.Образцы поместить в печь, нагретую до температуры закалки для стали данноймарки, и выдержать в печи требуемое время. При нагревании до температурызакалки образцов из стали 40 – 65 исходная феррито-перлитная структурапревратится в структуру аустенита, а в образцах из стали У9 – У12 притемпературе закалки будет структура аустенит и цементит, т.е. часть цементитаостается нерастворенной.
1.4.Образцы последовательно один за другим вынуть из печи и охладить в воде (частьобразцов) и в масле при непрерывке энергичном движении образца в охлаждающейжидкости. При охлаждении в воде происходит распад аустенита с образованиемартенсита. При охлаждении в масле образуется смешанная мартенсито-трооститнаяструктура.
1.5. Оба торца образцов зачистить на шлифовальной шкурке.
/>
/>
/>11470 Аустенит
Аст
/>/>/>Интервал закалочных температур
/> А + Ц
А+Ф
/>/>Р
/>/>/>/>/>
/>/>/>
/>
7270 Ф+П П+Ц
Рисунок 4.1Оптимальный интервал температуры закалки углеродистой стали
2.Определение время закалки
1,5 мин.14 = 21 минут – температура закалки.
3.Методика проведения отпуска
Чтобы обеспечить равномерностьнагрева образцов, низкотемпературный отпуск (200 °С) надо проводить вмасляной ванне, среднетемпературный и высокотемпературный отпуск (300–600 °С)– в соляной ванне. При отсутствии масляной и соляной ванн может бытьиспользована электрическая муфельная печь.
3.1. Определить время выдержки при температуре отпуска из расчета2–3 мин на 1 мм диаметра или толщины образца.
3.2. Образцы поместить в масляную ванну, нагретую до 2000С,выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе.
В результате отпуска при 2000С происходит превращениемартенсита закалки в мартенсит отпуска, снижение внутренних напряжений ихрупкости; твердость остается почти без изменений.
3.3. Оба торца зачистить на шлифовальной бумаге.
3.4. Определить твердость по HRC.
3.5. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 400 °С,выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпускапри 400 °С происходит превращение мартенсита в тростит отпуска(мелкодисперсную феррито-цементитную смесь), твердость снижается.
3.6. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.
3.7. Определить твердость по HRC.
3.8. Образцы поместить в соляную ванну, нагретую до 6000О,выдержать в ней необходимое время и охладить на воздухе. В результате отпускапри 600 °С образуется сорбит отпуска, феррито-цементитная смесь болеекрупная, чем тростит, твердость еще более снижается.
3.9. Оба торца зачистить на шлифовальной шкурке.
3.10. Определить твердость по HRC.
Определение времени отпуска
2,5 мин.14 = 35 минут – температура отпуска.
/>/>/> 1,2% С
/>
0,6% С
0,8% С 0,35% С
Рисунок 4.2 Кривые влияние температуры отпуска на изменениетвёрдости закаленных углеродистых сталей с различным содержанием углерода.
4. Протокол
Материал
Размер
образца мм
Интервал
t закалки
С0
Æ отпечатка
отожженного
образца мм HB
кг/мм2
Время закалки
мин 1 2 3 4 5 6 Сталь 35 200х14х14 910–950 5,14 134 21
Æ отпечатка после закалки
Время отпуска
мин HR
Æ отпечатка после отпуска мм
HV
кг/мм2 7 8 9 10 11 35 3,14
HRC 40
HRA 70 4,14 213
Вывод: С помощью проведение различных вид термообработке, можно установитьзависимость изменение механических свойств углеродистых сталей.