Экспериментальная часть. Определить критические точки стали методом пробных закалок

Задача № 6.1

Определить критические точки стали методом пробных закалок. Для этого:

1. Перед загрузкой в печь образцов измерить их твердость по Роквеллу (шкала HRB). Полученные значения перевести в единицы HRC с помощью таблицы.

2. Два образца (доэвтектоидной и заэвтектоидной сталей) нагреть ниже точки Ас1 (~710°С), выдержать образцы в течение 10 минут при установленной температуре, извлечь образцы из печи клещами и быстро охладить в воде с энергичным перемешиванием. Измерить твердость образцов. Перед измерением твердости торцы образцов осторожно зачистить на абразивном круге для снятия окалины и обезуглероженного слоя.

3. Повысить температуру нагрева образцов немного выше точки Ас1 (~740°С). Следующие образцы нагреть до более высоких температур (~760°С, ~800°С и ~840°С). Все образцы охладить в воде и измерить их твердость. Результаты измерения твердости и предполагаемые микроструктуры записать в таблицу.

По данным таблицы построить зависимость твердости доэвтектоидной стали от температуры закалки. Определить по построенной зависимости температуру точки Ас1 доэвтектоидной стали.

При построении зависимости необходимо учесть, что твердость образцов из доэвтектоидной стали остается неизменной (исходной) вплоть до температуры точки Ас1 (727°С) и что твердость образцов не повышается после нагрева выше точки Ас3.

Установив точку Ас3 доэвтектоидной стали, определить:

¾ содержание углерода (с помощью диаграммы «Fe-C») и марку стали;

¾ температуру закалки (и отжига) стали.

№ п/п	Температура нагрева, °С (охлаждение в воде)	Твердость	Микроструктура
HRB	HRC
	доэвтектоидная сталь
	710°
	740°
	760°
	800°
	840°
	заэвтектоидная сталь
	710°
	740°
	760°
	800°
	840°

По данным таблицы построить на том же графике зависимость твердости от температуры нагрева образцов из заэвтектоидной стали.

При построении зависимости необходимо учесть, что твердость образцов из заэвтектоидной стали в точке Ас1 увеличивается скачкообразно: от исходной, наиболее низкой, до максимальной.

Обозначить на построенных зависимостях в соответствии с таблицей микроструктуру сталей.

Контрольные вопросы

1. Определить цель отжига стальных заготовок.

2. Какая структура обеспечивает наименьшие значения твердости НВ и предела прочности (σ _в): а) доэвтектоидных сталей; б) заэвтектоидных сталей?

Укажите (примерно) значения НВ и σ _в этих сталей после отжига заготовок.

3. Приведите формулы для выбора температуры отжига заготовок из: а) доэвтектоидных сталей; б) заэвтектоидных сталей.

Дайте обоснование этих формул.

4. Укажите на скорость охлаждения в процессе отжига заготовок из доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей с помощью диаграмм изотермического превращения аустенита этих сталей и на способ реализации такого охлаждения в термическом цехе.

5. Укажите на структуру: а) отожженных доэвтектоидных сталей; б) отожженных заэвтектоидных сталей.

6. Укажите причину, по которой структуру отожженных сталей возможно определить с помощью как диаграммы изотермического превращения аустенита, так и диаграммы «Fe-C».

7. Определите цель закалки деталей и инструментов.

8. Дайте определение мартенсита как основной фазы закаленных сталей. От чего зависит твердость мартенсита?

9. Объясните причину, по которой мартенсит является пересыщенным, а потому неравновесным, т.е. неустойчивым твердым раствором углерода в Fe_a.

10. Приведите формулы для выбора температуры закалки деталей и инструментов из: а) доэвтектоидных сталей; б) заэвтектоидных сталей.

Дайте обоснование этих формул.

11. Укажите на скорость охлаждения в процессе закалки деталей и инструментов из доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей с помощью диаграмм изотермического превращения аустенита этих сталей и на способы реализации такого охлаждения в условиях термического цеха.

12. Укажите на структуру: а) закаленных доэвтектоидных сталей; б) закаленных заэвтектоидных сталей.

13. Закалка – это окончательная или промежуточная термическая обработка деталей машин и инструментов?

Дата добавления: 2014-11-25