Таблицы. Отчёт к лабораторной работе

Отчёт к лабораторной работе

Анализ влияния термической обработки
на свойства конструкционных углеродистых сталей

Выполнил: Кузьмин И.И.

ТСС-15

_______

(Подпись)

Санкт-Петербург

1. Цель работы:

Изучение влияния термической обработки на свойства углеродистых сталей и умение оценивать влияния режимов закалки отпуска на механические свойства конструкционных углеродистых сталей.

2. Объект исследования:

Образцы стали с различной твёрдостью.

3. Ход работы:

Определение по твёрдости стали режимов термической обработки.

4. Приборы:

Рисунок 1. Общий вид ТК-2

1-Клавиша; 2-барабан; 3-маховик; 4-столик; 5-наконечник; 6-индикатор; 7-подвеска; 8-грузы; 9-тумблер.

5.Описание Работы:

Посредством термической обработки (ТО) материалам придают наиболее выгодные технологические и служебные свойства. Основными видами ТО углеродистых сталей являются: отжиг, нормализация, закалка, отпуск. Каждый вид термической обработки характеризуются температурой нагрева, выдержкой при этой температуре и скоростью охлаждения (рисунок 2.)

Рисунок 2.Термические кривые виды ТО

Отжиг стали заключается в нагреве до критической температуры, выдержке и медленном охлаждении вместе с печью. Доэвтектоидные стали для отжига нагревают 30-50⁰ выше линии GOS. Отжиг доэвтектоидной стали производится в два приёма: сначала нагрев до линии SE со сравнительно быстрым охлаждением, а затем нагрев и медленное охлаждение вместе с печью. В результате получается равновесная структура отжига, состоящая из перлита и мелкозернистого цементита.

Нормализация (ускоренный отжиг) отличается от нормального отжига тем, что охлаждение стали после нагрева и выдержки ведут не вместе с печью, а на воздухе. Структура нормализованных сталей такая же, как и отожженных. Однако при нормализации она получается менее равновесная – сорбит.

Закалка углеродистой стали состоит в нагреве, выдержке и быстром охлаждении. Различают полную и неполную закалку.

Полную закалку, как правило, применяют для доэвтектоидных, а неполную – для заэвтектоидных сталей. При полной закалке нагрев должен обеспечивать полный переход структурных составляющих в аустенит. Таким образом, закалка стали – операция, заключающаяся в нагреве стали до температур, исключающих сохранения α-железа и обеспечивающих получение аустенитной структуры сплавов, которая при быстром охлаждении превращается в мартенсит.

Троостит – микро дисперсная механическая смесь феррита и цементита.

Троостит имеет пластинчатую перлитообразную структуру, которую можно рассмотреть только в электронный микроскоп.

Сорбитом закалки называют пластинчатую феррито-цементитную смесь с толщиной пластин больше чем у структуры троостита.

Отпуск стали – нагрев закаленной стали до температуры ниже линии PSK, выдержке при данной температуре и постепенном охлаждении.

Мартенситом называют перенасыщенный или насильственный твердый раствор углерода в α-железе с тетрагональной кристаллической решеткой, образующийся при охлаждении аустенита со скоростью выше критической. Мартенсит, как закаленная структура, характеризуется высокой прочностью и твердостью, но малой пластичностью вязкостью. Твердость мартенсита по Бринеллю достигает 600-650 кг/мм²

Структура мартенсита состоит из тонких пластин, расположенных по углам в 60⁰ и 120⁰ На рисунке 3 схематически изображена структура мартенсита закалки, наблюдаемая в микроскоп, состоящая из игл мартенсита и остаточного аустенита.

Рисунок 3. Схемы структур углеродистой стали.

Таблицы.

Таблица 1. Определение твёрдости образцов углеродистой стали.

№	Предполагаемая структура	Твёрдость HRB	Твёрдость HRC
	Мартенсит
	Троостит
	Мартенсит
	Сорбит

Таблица 2. Анализ влияния режимов закалки и отпуска по твёрдости конструкционных углеродистых сталей.

№	HRB	Вид термич. обработки	Т ТО ⁰С	Наименование структуры	Описание структуры	Пластичность
		Низкий	150-300	Мартенсит отпуска	Насыщ. твёрд. раствор углерода в α-железе (тетрагонал. Крист. решётка)	17*10⁵
		Средний	350-500	Троостит отпуска	Имеет зернистое строение феррита и цементита, высокие механические св-ва.	8*10⁵
		Низкий	150-300	Мартенсит отпуска	Насыщ. Твёрд. раствор углерода в α-железе (тетрагонал. Крист. решётка)	13*10⁵
		Высокий	500-600	Сорбит отпуска	Пластич. Ферр-цемм. Структура	5*10⁵