КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Основні відомості про відпускання сталіУстаткування, інструменти, матеріали Відпускання сталі Лабораторна робота №9 Запитання для самоперевірки Порядок виконання роботи 1. Визначити прогартовування циліндричного зразка заданої марки сталі об'ємним способом. Для цього: а) навести на торцевій поверхні підготовленого зразка лінію діаметра тонко загостреним олівцем; б) виміряти твердість за всім діаметром через кожні 2 мм на твердомірі Роквелла; в) результати вимірювань занести в табл. 8.2; г) побудувати графік розподілу твердості за перерізом зразка (див. рис. 8.1); д) визначити за табл. 8.1 твердість напівмартенситної зони для заданої марки сталі й нанести на графік; е) відмітити в місцях перетинання ліній твердості точки, що визначають напівмартенситний шар. Таблиця 8.2 - Зміна твердості зразків сталі залежно від глибини прогартування
2. Для визначення прогартовування способом торцевої проби необхідно: а) зачистити одержаний зразок, підданий гартуванню торцевим методом; б) виміряти твердість НRС зразка спочатку через кожні 3 мм по довжині 30 мм, а потім через 10 мм до кінця стрижня; в) занести результати вимірювання в табл. 8.2; г) зобразити зразок у натуральну величину і побудувати поряд із ним графік розподілу твердості за довжиною зразка (див. рис. 8.2); д) за табл. 8.1 визначити твердість налівмартенситної зони для заданої марки сталі й нанести її на графік; е) визначити товщину шару напівмартенситної зони на досліджуваному зразку. 3. Зробити висновки за виконаною роботою. 1. У чому сутність прогартовування сталі? 2. Яке практичне значення прогартовуваності сталі в техніці? 3. Від чого залежить прогартовуваність сталі? 4. Наведіть приклади марок сталей з різною прогартовуваністю. 5. Що служить критерієм для визначення прогартовуваності сплаву? 6. Опишіть методи прогартовуваності сталей. 7. Схарактеризуйте сутність та сферу використання об'ємного методу. 8. Опишіть сутність торцевої проби. Література: [1, с. 206; 2, с. 104; 3, с. 295]. Мета роботи: ознайомитися з призначенням, видами, режимами відпуску та структурами сталі після відпускання; вивчити вплив температури нагрівання на твердість загартованих сталей, набути практичних навичок у відпусканні сталі. Електрична муфельна піч, твердомір Роквелла, щипці, годинник, комплекти загартованих зразків різних сталей, наждачний папір. Загартування сталі — це не кінцева операція термічної обробки. Після гартування у виробах виникають великі внутрішні напруження, зумовлені нерівномірністю охолодження за термічної обробки та фазовими перетвореннями. Ці напруження призводять до короблення виробів, а під дією додаткових зовнішніх навантажень утворюють у них тріщини або зовсім їх руйнують. Для зменшення внутрішнього напруження, твердості й крихкості, підвищення пластичності та в'язкості після гартування, як правило, сталь відпускають. Відпускання — це нагрівання загартованої сталі до температур нижчих від критичної точки Ас1, для зменшення внутрішніх напружень та одержання стійкішого структурного стану. Відпускання — це кінцева операція термообробки, в результаті якої сталь набуває потрібних властивостей. Внутрішні напруження та спотворення структури знімаються тим повніше, чим вища температура відпускання. Швидкість охолодження після відпускання також впливає на залишкові напруження: чим повільніше охолодження, тим менші залишкові напруження. Прискорене охолодження, наприклад, від температури 600 °С створює нові термічні напруження в деталях. Тому деталі складної конфігурації для уникнення жолоблення після відпускання за високих температур слід охолоджувати повільно, а вироби з легованих сталей, схильних до відпускної крихкості, після відпускання за температури 500–650°С в усіх випадках охолоджують швидко. На структуру та властивості загартованої сталі в основному впливає температура відпускання. Така ознака лежить в основі поділу відпускання на три види: низьке, середнє та високе (рис. 9.1). Рисунок 9. 1 - Графік впливу температури відпускання на властивості сталі Низьке відпускання — це нагрівання загартованої сталі до температури 150–200°С (рідше до 250°С), витримка та охолодження. Його мета — зняти створені при гартуванні внутрішні напруження. Мартенсит гартування перетворюється у відпущений мартенсит, що забезпечує міцність і деякі поліпшення в'язкості без помітного зниження твердості. Низькому відпусканню піддають різальні та вимірювальні інструменти, деталі після поверхневого загартування й хіміко-термічної обробки. Тривалість низького відпускання звичайно складає 1–2,5 год (для вимірювальних інструментів — 10 год і більше). Середнє відпускання — виконується за температури 350–450°С. Воно застосовується головним чином для пружин, ресор, штампів, ударного інструменту, і завдяки йому забезпечуються високі пружність, витривалість, релаксаційна стійкість. Структура сталі з 0,45–0,80% вуглецю після середнього відпускання — троостит відпускання з твердістю НRС 40–50. Температура відпускання вибирається так, щоб не спричиняти незворотної відпускної крихкості. Охолодження після відпускання рекомендується виконувати у воді, щоб викликати появу на поверхні пружин стискальних залишкових напружень, що підвищують межу їх витривалості. Високе відпускання виконується за 500–600 °С, з наданням сталі структури сорбіту відпускання. Він поєднує в сталі найкращі міцність, пластичність та в'язкість; тому термообробку, що складається із загартування на мартенсит і наступного високого відпускання, називають поліпшенням сталі. На відміну від пластинчастого сорбіту, який утворюється з аустеніту за його охолодження, сорбіт відпускання має зернисту будову. Цим і пояснюється істотне поліпшення всього комплексу механічних властивостей сталі. Перетворення при відпусканні загартованої сталі визначаються температурою. Типова структура зразка після гартування сталі — це мартенсит та залишковий аустеніт, які є метастабільними фазами. Перехід сталі при відпусканні в стійкіший стан супроводжується розпадом мартенситу і залишкового аустеніту з утворенням структур із фериту та цементиту. Розрізняють чотири перетворення при відпусканні загартованої сталі. Перше перетворення пов'язане з розпадом мартенситу. При нагріванні до температури 150°С у кристалах мартенситу утворюються зародки карбідів типу F2С, когерентно зв'язаних із ґраткою мартенситу. Масова частка вуглецю в мартенситі різко знижується. Зберігається досить висока твердість. Така структура називається мартенситом відпуску. Друге перетворення виникає під час перетворення залишкового аустеніту і зустрічається при відпусканні високовуглецевих та багатьох легованих середньовуглецевих сталей, що містять після гартування багато залишкового аустеніту. Відбувається воно за температури 200–300°С і є бейнітним перетворенням, в результаті якого утворюються ті самі фази, що й при відпусканні мартенситу гартування, тобто збіднений вуглецем мартенсит і карбіди типу F2С. Третє перетворення — карбідне. Воно виникає за температури 350–400 °С та супроводжується зняттям внутрішніх напружень. У цьому випадку повністю завершується виділення вуглецю з мартенситу, зникає когерентність, відбувається відділення ґраток карбіду й фериту, змінюються розміри і форми карбідних частинок, завершується їх сфероїдація. Утворюється структура трооститу відпуску. Четверте перетворення — коагуляція карбідів, що відбувається при 500°С і вище, без зміни фазового складу. При цьому за рахунок коагуляції та сфероїдації карбідів утворюється структура — сорбіт відпуску. Легуючі елементи, наприклад Mo, W, V, Cr, сповільнюють процес коагуляції карбідів. Тому після відпускання за однакової температури сталь, легована цими елементами, зберігає високу дисперсність карбідних частинок і відповідно вищі твердість та міцність. Розпад мартенситу при відпусканні впливає на всі механічні властивості сталі (див. рис. 9.1). При цьому з підвищенням температури відпускання твердість і міцність зменшуються, а пластичність і в'язкість збільшуються. Але при відпусканні деяких легованих сталей за температур 250–400 та 500–550 °С може різко зменшуватись ударна в'язкість. Таке явище називається відпускною крихкістю. У легованій сталі може виникнути два види відпускної крихкості: зворотна і незворотна (рис. 9.2). Рисунок 9.2 - Графік залежності ударної в'язкості від температури відпускання Незворотна відпускна крихкість (1-го виду) утворюється після відпускання при 250–400 °С. Повторне відпускання за такої самої температури в'язкість не поліпшує. Крихкість цього виду видаляється нагріванням за температури, яка перевищує 400 °С, однак знижується твердість. Відпускання за температури, що сприяє виникненню крихкості, виконувати не рекомендується. Зворотна крихкість (2-го виду) утворюється в деяких легованих сталях за повільного охолодження з температурами відпускання 500–550°С або за занадто великої витримки при цих температурах. Крихкість цього виду не виникає, якщо охолодження з температури відпускання виконується швидко, наприклад у воді. Зворотність крихкості полягає в тому, що вона може бути видалена повторним відпусканням за температури 600–650°С з наступним швидким охолодженням. Зворотна крихкість попереджається введенням у сталь до 0,3–0,4% Mo або 0,5–0,7%W.
Дата добавления: 2014-12-24; Просмотров: 453; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |