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 Fea.
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?