Закалка и отпуск углеродистых сталей
Лабораторная работа 4
Тема: "Закалка и отпуск
углеродистых сталей"
Цель: Научиться правильно
проводить различные виды термообработок, устанавливать зависимость изменения
механических свойств от вида термообработки.
Задание:
1. Описать порядок применение закалки углеродистых сталей и
определить температуру закалки согласно заданию.
2. Определить
время закалки согласно заданию.
3. Описать назначение
отжига и определить его время согласно заданию.
4. Результаты
работы оформить в виде протокола.
Ход
работы:
1.
Методика проведения закалки.
1.1.
Определить температуру закалки стали, пользуясь для этого нижней частью
диаграммы железо–цементит рисунок 4.1. Для среднеуглеродистых доэвтектоидных
сталей (40–65) нормальной температурой закалки является температура на 30–50 °С
выше линии GS т.е. Ас3 + (30–50 °С). Для высокоуглеродистых
заэвтектоидных сталей (У9 – У12) нормальной температурой закалки является
температура 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 диаметра
или толщины образца.
1.3.
Образцы поместить в печь, нагретую до температуры закалки для стали данной
марки, и выдержать в печи требуемое время. При нагревании до температуры
закалки образцов из стали 40 – 65 исходная феррито-перлитная структура
превратится в структуру аустенита, а в образцах из стали У9 – У12 при
температуре закалки будет структура аустенит и цементит, т.е. часть цементита
остается нерастворенной.
1.4.
Образцы последовательно один за другим вынуть из печи и охладить в воде (часть
образцов) и в масле при непрерывке энергичном движении образца в охлаждающей
жидкости. При охлаждении в воде происходит распад аустенита с образование
мартенсита. При охлаждении в масле образуется смешанная мартенсито-трооститная
структура.
1.5. Оба торца образцов зачистить на шлифовальной шкурке.
Рисунок 4.1
Оптимальный интервал температуры закалки углеродистой стали
2.
Определение время закалки
1,5 мин.
14 = 21 минут – температура закалки.
3.
Методика проведения отпуска
Чтобы обеспечить равномерность
нагрева образцов, низкотемпературный отпуск (200 °С) надо проводить в
масляной ванне, среднетемпературный и высокотемпературный отпуск (300–600 °С)
– в соляной ванне. При отсутствии масляной и соляной ванн может быть
использована электрическая муфельная печь.
3.1. Определить время выдержки при температуре отпуска из расчета
2–3 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 превращение
мартенсита закалки в мартенсит отпуска, снижение внутренних напряжений и
хрупкости; 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 отпуска
при 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 отпуска
при 600 °С образуется сорбит отпуска, феррито-цементитная смесь более
крупная, чем тростит, твердость еще более снижается.
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 изменение
твёрдости 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
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
|
9
|
10
|
11
|
35
|
3,14
|
HRC 40
HRA 70
|
4,14
|
213
|
Вывод: С помощью проведение различных вид термообработке, можно установить
зависимость изменение механических свойств углеродистых сталей.