Закалки и высокого отпуска. Сорбит отпуска, х500

12.3.6. Практические рекомендации

Для правильного проведения и отпуска углеродистой закалки стали необходимо выбрать режим, т.е. установить температуру нагрева, время нагрева и охлаждающую среду (скорость охлаждения).

Температура нагрева углеродистой стали под закалку определяется положением критических точек Ас₁ и Ас₃ на диаграмме железо-углерод. Длядоэвтектоидных сталей обычно производят полную закалку с температуры нагрева t=A_C₃+(30-50°C).

Для заэвтектоидных сталей оптимальной температурой нагрева является t=A_C₁+(30-50⁰C), т.е. производится неполная закалке. При охлаждении стали со скоростью большей V_кр структура будет состоять из мартенсита и вторичного (избыточного) цементита, который повышает твердость и износостойкость стали.

Время нагрева под закалку должно обеспечивать гомогенизацию аустенита. Общее время нагрева под закалку τ _н складывается из времени нагрева до необходимой температуры τ '_н и времени выдержки при этой температуре τ _в. Время нагрева до необходимой температуры зависит от нагревающей способности среды, размеров, формы и способа укладки деталей в электрической печи и др. Для лабораторных электрических печей можно пользоваться нормами нагрева, приведёнными в табл.12.1, либо – еще более грубым приближением, выбирая время нагрева τ '_н из расчета ~1 мин. на 1 мм сечения.

Время выдержки τ _в, необходимое для полного завершения превращения исходной структуры в аустенит и его гомогенизации, определяется как τ '_н/4.

Скорость охлаждения и, как следствие, охлаждающая среда определяется, требуемой структурой стали.

После закалки в зависимости от уровня требуемых свойств проводят низкий, средний или высокий отпуск. Основными параметрами, определяющими режим отпуска, являются температура и время нагрева. Охлаждающая среда (обычно воздух) играет второстепенную роль.

Таблица 12.1

Нормы нагрева углеродистой стали при термической

Обработке в лабораторных электрических печах

Температура нагрева в °С	Время τ '_н в мин. на сечение
круг	квадрат	пластина
на 1 мм диам.	на 1 мм толщины

	1, 5	2, 2
		1, 5
	0, 8	1, 2	1, 6
	0, 4	0, 6	0, 8

Методика выполнения работы

12.4.1. Уясните цель работы.

12.4.2. Изучите особенности фазовых превращений при закалке и отпуске, структуру и свойства закаленной и отпущенной стали.

12.4.3. Изучите принципы выбора режимов закалки и отпуска углеродистой стали (температуры нагрева, времени нагрева, охлаждающей среды.

12.4.4. Выберите режим закалки углеродистой стали 45. Определите температуру нагрева под закалку стали 45, пользуясь диаграммой состояния железо - цементит, а также время нагрева, используя практические рекомендации настоящих методических указаний.

12.4.5. Выберите охлаждающую среду, применяемую на практике для закалки стали 45. Выбранные режимы занесите в табл.12.2.

12.4.6. Изучите, влияние скорости охлаждения на твердость стали 45. Для этого возьмите 5 образцов стали 45 и охладите после нагрева в электропечи в 3 средах: воде, минеральном масле. При этом закалите 3 образца в воде, поскольку именно эта охлаждающая среда является, рекомендуемой для закалки стали 45. Возьмите по одному образцу стали 45, охлажденному в воде, минеральном масле, и измерьте их твердость по методу Роквелла, предварительно зачистив торцевые поверхности образцов на шлифовальной бумаге для удаления дефектного слоя (окалина, обезуглероживание). По значениям твердости оцените, вероятную структуру стали. Полученные результаты занесите втабл.12. 2.

Таблица 12.2

Изменение твердости и структура стали в зависимости от скорости

Охлаждения (охлаждающей среды) и температуры отпуска

№ образца	Марка стали	Закалка	Отпуск
Температура нагрева t_H, °C	Время нагрева,  _н, МИН.	Охлаждаю щая среда	Твердость, HRC	Структура	Температура нагрева tн, °С	Время нагрева,  _н, мин.	Твердость, HRC	Структура
		840-860	…	Масло	…	…	-	-	-	-
	Вода		…	…	…
	Вода
	Вода	600 '

12.4.7. Изучите, влияние температуры отпуска на твердость стали 45. Для этого возьмите 3 образца, закаленных в воде, и отпустите их в течение 20 мин при температурах 200, 400 и 600°С (охлаждение проведите на воздухе). Затем измерьте твердость по методу Роквелла, по значениям твердости оцените вероятную структуру стали и полученные результаты занесите в табл.12.2.

12.4.8.Постройте графики зависимости HRC=f(V₀xn), HRC=f(t₀) (рис.12.12)

12.4.9. Проанализируете влияние скорости охлаждения, и температуры отпуска на твердость стали 45, оцените структуру и свойства закаленной и отпущенной стали.

12.4.10. Изучите влияния содержания углерода и режима закалки (температуры нагрева и скорости охлаждения) на структуру и свойства закаленной стали.

12.4.11. Изучите влияния температуры отпуска на структуру и свойства стали.

12.4.12. Составьте отчет о работе.

Для достоверного определения экспериментальных данных получите массив измерений, не менее 5, и статистически обработаете полученный коллектив спомощью микрокалькулятора или компьютера; проведите аналитическую аппроксимацию полученной экспериментальной зависимости; укажите аппроксимирующую функцию, постройте ее график.

Рис.12.12. Влияние скорости охлаждения (а) и температуры отпуска (б) на твердость

Стали 45

Содержание отчета

12.5.1. Цель работы.

12.5.2. Основные теоретические представления о фазовых превращениях при закалке и отпуске, структуре и свойствах закаленной и отпущенной стали.

12.5.3. Практические рекомендации по выбору режимов закалки и отпуска углеродистой стали.

12.5.4. Методика выполнения работы.

12.5.5. Таблица с результатами эксперимента.

12.5.6. Графики HRC=f(V_охл) и HRC=f(t_отп).

12.5.7. Микроструктура мартенсита.

12.5.8. Выводы на основании полученных результатов.

12.6. Контрольные вопросы

12.6.1. В чем заключается полная и неполная закалка?

12.6.2.Что представляет собой и как получается структура мартенсит и троостит?

12.6.3.Что такое критическая скорость закалки?

12.6.4. Опишите строение и свойства продуктов распада переохлажденного аустенита.

12.6.5.Как выбирается температура нагрева под закалку до- и заэвтектоидных углеродистых сталей?

12.6.6. Какие Вы знаете охлаждающие среды при закалке, их недостатки и преимущества?

12.6.7.Что представляют собой продукты распада мартенсита при различных температурах отпуска?

12.6.8. Каково назначение отпуска стали? Почему существует три вида отпуска, каковы их режимы, какие продукты получаются при каждом из них?

12.6.9. Какие дефекты образуются в процессе закалки и как их устранить?

12.6.10. В каких случаях применяется низкий, средний и высокий отпуск закаленной стали. Опишите особенности свойств этих продуктов и области применения последних.

Контрольные тесты

⇐ Предыдущая 24 25 26 27 282930 31 32 33 Следующая ⇒