ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Результати вимірювання твердості загартованих

Та відпалених зразків

№ зразка Темпера–тура гарту–вання Час витримки,хв. НRС до гарту–вання НRС після гарту–вання Темпера–тура відпалу НRС після відпалу
             

 

8. Проаналізувати виміри твердості зразків до і після гартування, дати висновки за результатами експерименту.

 

б) Процес відпалу

1. Визначитись з вибором виду відпалу загартованих зразків, виходячи з їх хімічного складу (хімічного складу сталі).

2. Визначити необхідну температуру нагріву загартованих зразків під вибраний вид відпалу та час їх витримки при цій температурі.

3. Завантажити зразки у піч і нагріти їх разом з піччю до визначеної температури.

4. По досягненні заданої температури витримати піч зі зразками при цій температурі за підрахованим часом.

5. Вимкнути піч і дати зразкам з піччю охолодитись до кімнатної температури.

6. По завершенні процесу охолодження витягти зразки з печі і виміряти їх твердість. Результати занести в табл.2.

7. Порівнюючи твердість відпалених зразків з загартованими зробити висновки щодо впливу відпалу на твердість.

 

ЗВІТ ПРО РОБОТУ (дивись роботу № 1)

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

1. Що розуміють під термообробкою? Її призначення.

2. Назвіть основні види термообробки, розкрийте їх сутність.

3. Як вибрати температуру гартування доевтектоїдних і заевтектоїдних сталей?

4. Які є види відпалу? Їх конкретне призначення.

5. В якому випадку використовують високий відпуск?

6. Яка структура утворюється після повного гартування?

7. Що ми називаємо мартенситом? Яка різниця між механізмом утворення мартенситу і механізмом утворення перліту?

8. Назвіть середовища, які застосовують для охолодження при гартуванні і наведіть швидкості гартування, які вони забезпечують.

9. Що розуміють під нормалізацією сталі?

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №9

 

ТЕМА:ВИЗНАЧЕННЯ КРИТИЧНИХ ТОЧОК ВУГЛЕЦЕВОЇ СТАЛІ МЕТОДОМ ПРОБНИХ ГАРТУВАНЬ

 

МЕТА РОБОТИ: ознайомитись з методом визначення критичних точок вуглецевої сталі шляхом послідовних гартувань.

 

ЗМІСТ РОБОТИ

1. Засвоїти основні технологічні прийоми загартовування вуглецевої сталі.

2. Виявити вплив гартування на твердість сталі і залежність твердості від температури гартування.

3. Обґрунтувати зміни твердості загартованої сталі на основі структурних перетворень, які відбуваються в процесі гартування сталі.

4. Засвоїти визначення критичних точок Ас1 та Ас3 у даної доевтектоїдної сталі методом пробних гартувань.

5. В залежності від розташування критичних точок на діаграмі стану Fe3–С визначити вміст вуглецю випробуваної сталі та її марку.

 

ЛІТЕРАТУРА

1. С.И.Алаи и др. Технология конструкционных материалов. – М.: Просвещение, 1986.–303 с.; 1980. – 204 с.

2. Ю.М.Лахтин, В.П.Леонтьев. Материаловедение. –М.: Наука, 980. – 443 с; 1990.–528 с.

3. С.И.Алаи и др. Практикум по машиноведению. – М.: Просвещение, 1979. – 352с.

4. В.М.Нікіфоров. Технологія матеріалів і конструкційні матеріали. – К.: Вища школа. 1984.–343 с.

5. Василь Попович. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство. Книга 1 (Частина 2). Львів, 2000. – 264 с.

6. М.А. Сологуб та ін. Технологія конструкційних матеріалів. – К.: Вища школа, 2002.–575с.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Вуглецева сталь широко використовується в машинобудівництві. Для забезпечення вимог, які надаються виробам із сталі, її піддають термічній обробці без зміни хімічного складу.

Основними параметрами термічної обробки є температура нагріву, довготривалість витримки при заданій температурі і швидкість охолодження.

У сплавах заліза з вуглецем при нагріванні і охолодженні проходять структурні перетворення, які на кривих охолодження помічаються температурними перегинами або зупинками (рис. 1).

 

Рис. 1 Криві охолодження, які одержано методом термічного аналізу залізовуглецевих сплавів

а) сталь з вмістом вуглецю 0,48%; б) сталь з вмістом вуглецю 0,8%;

в) чавун з вмістом вуглецю 4,3%

 

Температури, за яких проходять перетворення в зразках в твердому стані, називають критичними точками. Виявлення цих точок необхідне для характеристики перетворення в сплавах і визначення режимів термічної обробки. Для сталей ці критичні точки пов’язані з діаграмою стану залізо–цементит. Діаграма стану показує, яким видам термічної обробки має підлягати сплав і в яких температурних інтервалах необхідно проводити термічну обробку.

 
 

Ділянку діаграми стану залізо–цементит, яка при цьому застосовується, наведено на рисунку 2.

Критичні точки в даному випадку позначаються буквою А. Нижня критична точка А1 лежить на лінії PSK (727о С) і відповідає перетворенню аустеніт–перліт. Верхня критична точка А3 лежить на лінії GSE і відповідає початку випадіння фериту у доевтектоїдної сталі, або цементиту (вторинного) – у заевтектоїдної сталі (при охолодженні).

Критичні точки при нагріві позначаються Ас, а при охолодженні Аr. На положення критичних точок впливає хімічний склад сталі: наявність вуглецю та легуючих елементів. Види термічної обробки та їх сутність було розглянуто в лабораторній роботі №7. Оскільки в даній роботі застосовується такий вид термічної обробки як гартування, то нагадаємо дещо з нього детальніше.



Рис. 2 „Стальна” ділянка діаграми стану залізо – цементит

 

Гартування – це операція, при якій доевтектоїдну сталь нагрівають на 30–50о С вище точки Ас3, а заевтектоїдну – на 10–30о С вище точки Ас1, витримують при цій температурі, а потім швидко охолоджують. Область оптимальних температур нагріву під час гартування показана на рисунку 2 (заштрихований інтервал вище лінії GSK). У результаті гартування формується мартенситна структура, що підвищує твердість і зносостійкість до максимальної величини. Твердість мартенситу залежить від вмісту в ньому вуглецю (рис. 3).

 

Рис. 3. Залежність твердості вуглецевої сталі від вмісту вуглецю

Для перетворення аустеніту в мартенсит швидкість охолодження повинна перевищувати критичну швидкість гартування υкр.

Під критичною швидкістю гартування розуміють найменшу швидкість охолодження, при якій весь аустеніт переохолоджується до мартенситного перетворення. Коли швидкість охолодження буде менше υкр, аустеніт буде встигати розпадатись на ферито–цементну суміш (бейніт, троостит або сорбіт), що позбавляє сталь твердості.

Бейніт – високодисперсна суміш фериту і цементиту голчатої будови (голчатий троостит). Троостит– це тонкодісперсна суміш фериту і цементиту. Сорбіт– механічна суміш фериту і цементиту, але більш грубої будови.

Необхідна швидкість охолодження забезпечується вибором охолоджуючого середовища. На практиці для цього використовується вода, мінеральні масла, водяні розчини солей, луг тощо. Найчастіше застосовують воду і мінеральні масла.

Якщо доевтектоїдну сталь нагріти вище Ас1, але нижче Ас3, то після гартування в сталі поряд з мартенситом буде структура фериту, яка зменшує твердість і погіршує механічні властивості сталі. Тому таке гартування називається неповним. У зв’язку з цим, неповне гартування для доевтектоїдних сталей, як правило, не застосовується. Для них застосовується повне гартування з температурою нагріву вище за точку Ас3 на 30–50о С.

При нагріві заевтектоїдної сталі до температури вище Ас1, але нижче Асm при швидкому охолодженні буде утворюватись структура мартенсит+цементит, що забезпечує достатньо високу твердість. Таке гартування називається неповним і заевтектоїдні сталі піддають такому гартуванню з нагрівом до Т= Ас1+(10–30)о С.

Процес гартування складається з трьох операцій: нагрівання, витримки і охолодження. Чим більші розміри виробів, складніша їхня форма і хімічний склад, тим повільніше треба їх нагрівати. Інакше у виробів можуть виникати великі внутрішні напруги, і вироби внаслідок цього коробляться і навіть руйнуються. Вирішальним фактором у процесі гартування є швидкість охолодження, тому вона визначає характер структури сталі, яка при цьому формується.

З метою зменшення внутрішніх напруг і крихкості загартованої сталі, після гартування застосовують її відпускання, що підвищує пластичність і ударну в’язкість виробів.

Для визначення критичних точок використовують такі методи: пробних гартувань, дилатометричний, диференціально–термічний, вимірювання електроопору.

В практиці найбільш часто застосовується метод пробних гартувань. Для дослідницьких робіт використовують більш точні методи: ділатометричний та диференціально–термічний.

Метод пробних гартувань полягає у наступному: із сталі, яка випробовується, виготовляють декілька зразків і вимірюють їх твердість, потім нагрівають кожний зразок до різних температур з охолодженням у воді і знову вимірюють їх твердість. Нагрів зразків проводять від температури 680о С (нижче Ас1) і потім підвищують температуру через кожні 200 C. Вимірюючи твердість після кожного гартування одержують ряд її значень, які мало відрізняються один від одного доти, поки температура нагріву під гартування не перебільшить відповідної критичної точки. Після переходу через критичну точку Ас1 (727о С) у зразку підвищується вміст аустенітної фази, яка при гартуванні переходить у мартенситну структуру, що призводить до підвищення твердості (рис. 4).

 

Рис. 4. Графік залежності твердості від температури гартування

 

Максимум твердості буде при температурі Ас3, після чого твердість більше не буде залежати від підвищення температури гартування.

 

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Заздалегідь нагріти електричну піч до температури Т≈650о С.

2. Отримати зразки доевтектоїдної вуглецевої сталі, заміряти їх твердість.

3. Помістити зразки в нагрівальну піч і забезпечити температуру їх нагріву до 680, 700, 740, 760, 780, 820 0С. Після витримки при даній температурі протягом 5–6 хвилин загартувати зразки у воді і заміряти їх твердість на приладі ТК–2М.

4. Результати усіх експериментальних даних занести в таблицю.

5. На основі одержаних даних по твердості загартованих зразків побудувати графік залежності твердості від температури гартування в координатах HRС=f (Тгарт).

6. По точках перегину на графіку визначити температури Ас1 та Ас3.

7. На основі отриманих даних, користуючись діаграмою Fe–Fe3C, визначити приблизний вміст вуглецю в сталі, її марку.

8. Сформулювати висновки та записати у звіт.

 

Таблиця

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти