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

56278. Світове господарство. Етапи формування світового господарства 384 KB
  МЕТА: систематизувати уявлення учнів про господарство; сформувати систему знань про світове господарство; виділити етапи формування світового господарства; розвивати практичні навички учнів заповнювати та складати структурні схеми...
56279. Ранній залізний вік на українських землях. Світ кочовиків 46 KB
  Підготувати розповідь про історію свого племені. Інсценізувати епізод з життя племені. Вибрати вождя племені. Розповідь з історії племені.
56280. Використання власного досвіду для формування дитячого світогляду на уроках англійської мови. Як здійснюються дитячі мрії… 113.5 KB
  Тому своїм учням я намагаюся якомога більше розповідати про ті країни, в яких мені пощастило побувати, ділюся з ними своїми враженнями, намагаюся захопити і зацікавити їх світом подорожей. Мені дуже хочеться, щоб кожен з них розпочинав свій шлях...
56281. Формування мотивів самоосвітньої діяльності при вивченні світової літератури 55 KB
  У процесі залучення дітей шкільного віку до читання ми маємо підготувати вдумливого читача який буде емоційно включеним до процесу навчання спроможний до діалогу з автором художнього твору до активного обговорення проблем що торкнулися його душі у процесі читання.
56283. Пам’ятай святий день святкувати. Конспект уроку з християнської етики у 8 класі 813.5 KB
  Робота з підручником. Як Ісус Христос пропонував святкувати суботу Робота над текстом з Нового Завіту. Робота в групах. Самостійна робота.
56284. Позакласний захід «На Зелені Свята» 45 KB
  Бабуся з онуками прикрашають хату: скрізь ставлять квіти в горнятках і глечиках притрушують підлогу зеленою травичкою серед якої запашний полин м’ята любисток чебрець.
56285. Здоров’я дитини – багатство родини (родинне свято для учнів 3-4 класів та їх батьків) 81.5 KB
  Мета: активно запроваджувати й пропагувати здоровий спосіб життя шляхом дотримання правил особистої гігієни поповнюючи свої знання про лікувальні властивості деяких рослин вміст вітамінів в продуктах харчування необхідність щоденної ранкової гімнастики...
56286. Мово моя українська, батьківська, материнська. Родинне свято 142 KB
  Мета. Показати барвистість, красу рідної мови,її мелодійність. Розвивати навички виразного та інтонаційного мовлення, увагу, мислення, пізнавальний інтерес до мови своїх батьків. Виховувати любов до рідної мови, краю, де ти народився, шанобливе ставлення до усної народної творчості свого народу, його традицій.