69602

ЗАКАЛКА И ОТПУСК СТАЛЕЙ

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Закалкой стали называется операция термической обработки проводимая с целью получения структуры мартенсита. Поэтому для доэвтектоидной стали температура нагрева под закалку должна быть на 2030 выше точки Ас3. Нагрев доэвтектоидной стали но выше Ас1 не рекомендуется...

Русский

2014-10-07

566.5 KB

2 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ЗАКАЛКА И ОТПУСК СТАЛЕЙ

Цель работы.

Ознакомление с основным упрочняющим режимом термической обработки - закалкой стели.  Отпуск стали - как режим термической  обработки,  изменявший свойства  закаленной стали.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Закалкой стали называется операция термической обработки,  проводимая с целью получения структуры мартенсита. Для получения мартенсита проводится нагрев до температуры, выше критической,  после чего изделие быстро охлаждается.   Температура нагрева под закалку определяется составом сплава  и для углеродистых сталей ее можно определить по диаграмме FeFe3C.  При нагреве доэвтектоидных сталей до температуры выше Ас1, перлит превращается в аустенит. Дальнейший нагрев приводит к непрерывному превращение феррита в аустенит и выше точки Ас3, сталь состоит из однородного аустенита. Дальнейшее повышение температуры приводит к росту, зерна аустенита. Поэтому для доэвтектоидной стали температура нагрева под закалку должна быть на 20-30° выше точки Ас3.

Нагрев доэвтектоидной стали но выше Ас1 не рекомендуется, так как в структуре остается некоторое количество феррита и это приводит к ухудшению механических свойств.

Заэвтектоидная сталь при нагреве до температуры выше Ас1 состоит из аустенита и вторичного цементита. Присутствие вторичного цементита увеличивает твердость и износостойкость закаленной стали. Нагрев заэвтектоидной стали выше Асш проводит к растворение вторичного цементина, укрупнение зерна, увеличение закалочных напряжения и обезуглероживание стели с поверхности. Поэтому температуры нагрева под закалку для эаэвтектоидной стали должны быть на 30-50° выше, точки Ас1.

ЗАКАЛОЧНЫЕ СРЕДЫ

Для получения скорости охлаждения выше верхней критической (Vk1) охлаждение следует проводить в интенсивно охлаждающих (закалочных) средах.  Такими средами для углеродистых сталей является:

1. Вода.

2. Минеральное масло.

3. Растворы солей, кислот, щелочей.

При выборе закалочной среды следует учитывать следующие факторы:

1. Скорость охлаждения должна быть максимальна в температурном диапазоне наименьшей устойчивости переохлажденного аустенита (≈550°).

2. Скорость охлаждения должна быть небольшой при  температуре, близкой к точке Мн. При этой температуре возникает закалочные напряжения, связанные с неравномерным охлаждением изделия по объему (структурные напряжения).

3.   Критическая скорость охлаждения зависит от состава аустенита.

Табл.1. Скорость охлаждения различных закалочных сред в температурном диапазоне 500-600° и при температуре меньше 300°.

Среда

Скорость охлаждения в интервале температур (градус/секунда)

500 - 600°

ниже 300°

Вода 

600

270

10% Na Cl + вода 

750

300

10% Na OH + вода 

1200

300

Минеральное масло 

120-150

20-30

Расплав солей 50% NaNO3+50%KNO3

250-200

40-50

Воздух (струя)

30

7

Спокойный воздух 

5-8

2

ОТПУСК СТАЛИ

Отпуском называется нагрев  закаленной стали до температур, не превышающих критической точки Ас1. Отпуск проводят для снижения хрупкости, уменьшения твердости, увеличения пластичности и ударной вязкости, для получения более стабильного состояния. Изменение перечисленных свойств определяется структурным изменениям. Получавшаяся при закалке структура состоит из мартенсита и остаточного аустенита. Обе фазы нестабильны. При нагреве проходят процессы образования более стабильных структур. Различают 3 вида отпуска.

1. Низкотемпературный отпуск - нагрев закаленной стали до температур 120-250°С.  При таких температурах распадается мартенсит с образованием кабида Fe2C и уменьшением концентрации углерода в мартенсите закалки. В результате низкого отпуска уменьшается хрупкость, несколько возрастает прочность и вязкость стали. Твердость при температурах до 150° остается практически неизменной.

2. Среднетемпературный отпуск - нагрев закаленной стали до температур 350-450°. При таких температурах продолжается распад мартенсита с уменьшением концентрации углерода в мартенсите отпуска, причем каждой температуре нагрева соответствует определенное содержание углерода. При 350-400° концентрация углерода в мартенсите становится близкой к равновесной, распадается остаточный аустенит с образованней отпущенного мартенсита и карбидов; карбид превращается в цементит. Перечисленные процессы приводят к снижению твердости, прочности, хрупкости. Увеличивается пластичность, предел упругости, предел выносливости.

3. Высокотемпературный отпуск - нагрев закаленной стали до температур 500-650°С.  При таких температурах проходит рекристаллизация феррита, коагуляция карбидов.  Прочность и твердость снижаются, пластичность увеличивается. Высокий отпуск создает наилучшие соотношение прочности и вязкости стали,  Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска,  называют улучшением.

Марка стали

Температура закалки

Твердость до закалки (НRC)

Твердость после закалки (НRC)

Твердость после отпуска  (НRC)

200°С

400°С

600°С

Сталь 45

Сталь 48

Конструкционная сталь

HRC

60

50

40

30

20

10

0

t, °С

                        200               400             600                                


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30778. Технико-экономическое сравнение вариантов 13.75 KB
  Исходя из того требуется ли нам выполнить проект быстро или дешево выбирают метод монтажа по раннее подсчитанным показателям : механоёмкости трудоёмкости продолжительности монтажа себестоимости выполнения работ и приведённым затратам. Механоёмкость затраты машинного времени на выполнение единицы монтажа также по ЕНиР. Продолжительность монтажа считается по количеству машиночасов всех монтажных кранов с учётом частичного совмещения во времени их работы на объекте. Себестоимость монтажа сумма прямых затрат и накладных расходов.
30779. Монтаж одноэтажных промышленных зданий. Методы монтажа. Продольная и поперечная схема 16.88 KB
  В этом случае кран двигаясь вдоль пролета монтирует все колонны а затем перемещаясь поперек пролета ведет секционный монтаж. Перед монтажом колонн проверяют их размеры и наносят риски облегчающие установку колонны в стакан фундамента или на оголовки подколенников. Тяжелые колонны обычно монтируют с транспортных средств или предварительно раскладывают колонны основанием обращенным к фундаментам. Тяжелые колонны поднимают и переводят в вертикальное положение способом поворота или скольжения.
30780. Основные технологические процессы при монтаже ж\б колонн в стаканы фундаментов 14.26 KB
  Тяжелые колонны обычно монтируют с транспортных средств или предварительно раскладывают колонны основанием обращенным к фундаментам. Колонны легкого типа как правило предварительно доставляют в зону монтажа и раскладывают вершинами обращенными к фундаменту. Тяжелые колонны поднимают и переводят в вертикальное положение способом поворота или скольжения. Особо тяжелые и нетранспортабельные железобетонные колонны бетонируют в инвентарных формах на позициях обеспечивающих удобное движение монтажного крана и установку с каждой позиции одной...
30781. Монтаж многоэтажных каркасных зданий, последовательность монтажа элементов 15.51 KB
  Монтаж многоэтажных каркасных зданий последовательность монтажа элементов. Монтаж совокупность технологических процессов связанных с доставкой конструктивных элементов установкой и закреплением. Методы монтажа техническое решение определяющее способ возведения конструкции и последующей сборки: По степени укрупнения: А поэлементный подъём и установка в проектное положение отдельных готовых конструктивных элементов Б крупноблочный конструкции предварительно собираются в блок укрупнит.сборка В монтаж сооружения целиком В...
30782. Монтаж многоэтажных каркасных зданий, расположение монтажных кранов, зон складирования, привязка подкрановых путей 15.6 KB
  Монтаж многоэтажных каркасных зданий расположение монтажных кранов зон складирования привязка подкрановых путей. При размещении привязке монтажных кранов на стройгенплане должны быть удовлетворены следующие условия: четкая ритмичная работа кранов и связанных с ними других строительных механизмов и машин безопасные условия труда машинистов и обслуживающего персонала снижение себестоимости и трудоемкости работ сокращение временина установку кранов и устройство подкрановых путей. Положение оси подкрановых путей относительно строящегося...
30783. Основные технологические процессы при монтаже колонн верхних ярусов многоэтажных зданий 15.14 KB
  Колонны высотой на один или два этажа стропят фрикционными или рамочными захватами а рамы штыревыми. Эти приспособления бывают одиночными для закрепления одной колонны групповыми для четырех колонн и в виде совокупности групповых кондукторов обеспечивающей монтаж элементов яруса на значительной части здания. Нижняя обойма обхватывает выступающую над перекрытием часть колонны предыдущего яруса а две другие закрепляют устанавливаемую колонну. После окончательного закрепления колонны одиночный кондуктор разъединяют...
30784. Основные технологические процессы при монтаже ригелей и плит перекрытия 13.13 KB
  Плиты поднимают четырехветвевыми стропами сразу выверяют и приваривают к ригелям. В безбалочных перекрытиях по капителям укладывают осевые плиты а по ним плитывкладыши.
30785. Виды защитных покрытий и требования к ним 14.84 KB
  Защитные покрытия предназначены для защиты зданий и их элементов от внешних агрессивных воздействий окружающей среды. Защитные покрытия в зависимости от поражающих факторов бывают : Гидроизоляционные Антикоррозийные Огнеупорные теплоизоляционные светонепроницаемые и др.войлок Противокоррозийные покрытия защищают от коррозии наносятся окраской распылением.
30786. Технология устройства гидроизоляции 15.47 KB
  Гидроизоляция: Окрасочная Литая Оклеечная Жёсткая Окрасочную изоляцию жидкими составами толщиной 02. Литую асфальтовую изоляцию в виде сплошного водонепроницаемого слоя асфальтовой массы толщиной 10. На нее наносят слой битумной мастики толщиной 1. Швы между полотнищами очередных слоев смещают по отношению друг к другу Жесткая гидроизоляция цементнопесчаная гидроизоляция толщиной до 25 мм состава 1:1; 1 : 2; 1 : 3 устраивают двумя способами торкретированием и оштукатуриванием.