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

36011. Понятие о современном русском литературном языке. Литературный язык и его признаки. Разновидности общенационародного языка, лежащие за границами литературного языка 36 KB
  Литературный язык и его признаки. Разновидности общенационародного языка лежащие за границами литературного языка. Понятие о современном русском литературном языке.
36012. Метод обучения 36 KB
  Пятая группа: исследовательские методы. Эти методы предполагали самостоятельную работу учеников направленную на познание информации при помощи индивидуального разрешения проблемы. Сюда входили и методы организации и осуществления познавательной деятельности учащихся через выполнение логических операций. Также сюда входили методы самоуправления учебной деятельности ребят организация их самостоятельной работы.
36013. Тепловые процессы и аппараты 4.31 MB
  Основы передачи тепла и основные закономерности. Перенос энергии в форме тепла, происходящей между телами, имеющими различную температуру, называется теплообменом. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур более нагретого и менее нагретого тел
36014. Специфика строения и физиологии клеток растений 35.5 KB
  фотосинтез протекает при участии фотосинтезирующих пигментов обладающих уникальным свойством преобразования энергии солнечного света в энергию химической связи в виде аТФ. Строение хлоропласта: во внутренней мембране тилакоидов гран содержатся фотосинтетические пигменты а также белки цепи переноса электронов и молекулы фермента АТФсинтетазы. К ней относятся: поглощение хлорофиллом квантов света образование молекулы АТФ и фотолиз воды. При достижении критической величины разности потенциалов сила электрического поля начинает...
36015. Динамика экосистем. Экологические сукцессии 35.5 KB
  Экологические сукцессии. Затем по мере появления растений растущих более медленно скорость сукцессии снижается. Постепено по мере смыкания крон березы светолюбивые виды характерные для начальных стадий сукцессии начинают исчезать и уступают место теневыносливым. Антропогенные сукцессии сукцессии происходящими в результате воздействия человека на природные экосистемывыпас скота рубка лесов распашка земель.
36017. Оператор SELECT. Переименование атрибутов и отношений в операторе SELECT. Ключевое слово WHERE. Сортировка результатов запросы по значению атрибута 31 KB
  Раздел WHERE используется совместно с SQL DML операторами в следующей форме: SQLDMLвыражение FROM TBLE_NME WHERE predicte Все записи для которых значением предиката раздела WHERE является истина будут задействованы или возвращены в SQL DML выражении или запросе. Типы предикатов используемых в предложении WHERE: сравнение с использованием реляционных операторов = равно не равно = не равно больше меньше = больше или равно = меньше или равно BETWEEN IN LIKE CONTINING IS NULL EXIST NY LL SELECT first_nme lst_nme dept_no FROM...
36018. Происхождение кириллицы. Буквенный состав русского алфавита, значение букв и принцип функционирования русской графики 35.5 KB
  Кирилл взял славянские буквы и 8 греческих и написал кириллицу. Черноризец Хребр черты и резы своеобразные русские буквы. Глаголица 43 буквы кириллица 38. На тот момент в ней было по видимому 43 буквы.
36019. ТЕОРИЯ ЭКОНОМИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ 35 KB
  Страны лидеры в мировой добыче и экспорте нефти природного газа железной руды и Т. Специализированная продукция вывозится в другие страны а ей навстречу идут потоки других товаров. Половина внешнеторгового оборота приходится на страны Западной Европы имеющие обширную взаимную торговлю в рамках единого Европейского союза. ТЕОРИЯ ЭКОНОМИКОГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ Районирование стран регионов территорий внутри страны важнейший метод исследования географии можно проводить по оценке их особенностей в природе экономике размещению...