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

76624. Февральская буржуазно-демократическая революция 31 KB
  Поскольку революция 1905-1907 гг. не решила экономических, политических и классовых противоречий в стране, то она явилась предпосылкой февральской революции 1917 года. Участие царской России в первой мировой войне показало неспособность ее экономики на выполнение военных задач.
76625. Октябрь 1917 г. Установление власти большевиков 37.5 KB
  Установление власти большевиков Причины октябрьской революции 1917 года: усталость от войны; промышленность и сельское хозяйство страны оказались на грани полного развала; катастрофический финансовый кризис; нерешенность аграрного вопроса и обнищание крестьян; оттягивание социальноэкономических реформ; противоречия Двоевластия стали предпосылкой для смены власти. Двоевластие окончилось победой буржуазии. Главной целью октябрьской революции было завоевание власти Советами. ВРК объявил о свержении Временного правительства и передаче...
76626. Гражданская война в России. «Военный Коммунизм» 38.5 KB
  Официально началом войны считаются бои в Петрограде ставшие началом Октябрьской революции то есть октябрь 1917 г. Есть также версии относящие начало войны к началу Февральской революции 1917 г. По поводу окончания войны также нет единодушного мнения: одни ученые и их большинство считают концом войны взятие Владивостока то есть октябрь 1922 г. Причины войны.
76627. Новая экономическая политика (Нэп) 31.5 KB
  По мнению Ленина сущность НЭПа была в налаживании союза между рабочими и крестьянами. Ленин сделал правильный тактический ход попытавшись с помощью НЭПа выйти из кризиса и проскочив опасный период похоронить эту политику. В политику НЭПа были введены и опробованы элементы долгосрочного планирования. Это явилось причиной отказа от политики НЭПа и его свертывания в сельском хозяйстве затем в промышленности а в 30е годы в торговле.
76628. Формирование тоталитарного режима в СССР в 1930-е годы 27 KB
  Во главе небольшой группы политической элиты находится харизматичный лидер любое его слово воспринимается элитой и нацией почти как божественное откровение. не было единства внутри политической элиты существовали оппозиции авторитет нового вождя И. Однако Конституция стала лишь идеологическим прикрытием тоталитарной политической системы.
76629. Форсированная индустриализация в СССР в 1930-е годы 33.5 KB
  Однако Советское государство продолжало отставать от ведущих мировых держав по основным промышленным показателям поэтому основными стали проблемы модернизации промышленности – эта экономическая политика получила название социалистическая индустриализация. Главными особенностями первой пятилетки 1928-–1932 были высокие темпы сжатые сроки акцент на строительство предприятий тяжелой промышленности использование внутренних источников накопления перекачка средств из деревни займы у населения и др. В годы второй пятилетки 1933–-1937...
76630. Коллективизация в СССР в 1930-е годы 34 KB
  Официально коллективизация началась 7 ноября 1929 г. Одновременно осуществлялись две группы мероприятий – сплошная коллективизация массовое насильственное создание колхозов и раскулачивание. Сталину становится ясно что сплошная коллективизация может привести к серьезному экономическому и политическому кризису – в хлебных районах возникали стихийные восстания крестьян шел массовый забой скота начались волнения в армии. сплошная коллективизация возобновилась.
76631. СССР в 1939-1941 гг. Начало второй мировой войны 38.5 KB
  Новые секретные договоренности давали СССР возможность свободы действий в создании сферы безопасности у его западных границ закрепляли присоединение западных областей Белоруссии и Украины позволили Советскому Союзу заключить договоры о взаимной помощи 28 сентября 1939 г. По данным договорам СССР получил право размещения в республиках Прибалтики своих войск и создания на их территориях морских и воздушных баз. Сталин пошел на передачу в руки гестапо многих сотен немецких антифашистов скрывавшихся в СССР от нацистов а также произвел...
76632. Великая Отечественная Война: характер, этапы, итоги 36 KB
  Война между СССР и Германией в рамках Второй Мировой войны закончившаяся победой Советского Союза над фашистами и взятием Берлина. Причины Великой Отечественной Войны После поражения в Первой Мировой войне Германия осталась в крайне тяжелом экономическом и политическом положении однако после прихода к власти Гитлера и проведения реформ страна смогла нарастить свою военную мощь и стабилизировать экономику. Основные тапы Великой Отечественной войны Начальный период войны 22 июня 1941 18 ноября 1942. Третий период войны 19431945 гг.