УДК 620.22 (076.5)

А. А. РАУБА, А. А. РАЖКОВСКИЙ, С. В. ПЕТРОЧЕНКО,

Т. Г. БУНЬКОВА

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ «ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ»

ОМСК 2013

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

А. А. Рауба, А. А. Ражковский, С. В. Петроченко, Т. Г. Бунькова

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ «ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ»

Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве методических указаний к лабораторным работам
для студентов 1-го – 3-го курсов

Омск 2013

УДК 620.22 (076.5)

ББК 34.651я7

Р95

Материаловедение. Раздел «Термическая обработка стали»: Методические указания к лабораторным работам для студентов очного и заочного обучения / А. А. Рауба, А. А. Ражковский, С. В. Петроченко, Т. Г. Бунькова; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2013. 35 с.

В методических указаниях представлены четыре лабораторные работы, в которых рассмотрены основные вопросы термической обработки стали, фазовые и структурные превращения в стали при ее нагреве и охлаждении.

Предназначены для студентов 1-го – 3-го курсов, изучающих дисциплины «Материаловедение», «Материаловедение и технология конструкционных материалов» и «Технология конструкционных материалов», очной и заочной форм обучения.

Библиогр.: 3 назв. Табл. 1. Рис. 9.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. В. Бородин;

доктор техн. наук, профессор В. В. Акимов.

__________________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………...
1. Лабораторная работа 1. Фазовые превращения в стали при нагреве
1.1. Краткие теоретические сведения…………………………………...
1.2. Принципы классификации углеродистых сталей ………………...
1.3. Принципы маркировки углеродистых сталей …………………….
1.4. Порядок выполнения работы ………………………………………
1.5. Содержание отчета ………………………………………………….
1.6. Вопросы для самоконтроля ………………………………………...
2. Лабораторная работа 2. Фазовые и структурные превращения в стали при охлаждении………………………………………………………….
2.1. Общие сведения ……………………………………………………..
2.2. Порядок выполнения работы ………………………………………
2.3. Содержание отчета ……………………………….…………………
2.4. Вопросы для самоконтроля ………………………………………...
3. Лабораторная работа 3. Отжиг и нормализация стали…………………
4. Лабораторная работа 4. Закалка и отпуск стали
Библиографический список………………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

Термической обработкой называется технологический процесс, включающий нагрев стали до определенной температуры, выдержку при этой температуре и охлаждение с определенной скоростью. Применяется для получения материала с заданными свойствами путем изменения его фазового состава и перераспределения компонентов, размеров и формы кристаллических зерен, вида дефектов, их количества и распределения. К термической обработке относятся отжиг, закалка, отпуск, старение. Цель термической обработки стали – изменение ее структуры, обеспечивающее заданные свойства с сохранением формы и размеров детали.

Термическая обработка вызывает изменения в структуре материала в том случае, если в сплаве происходят превращения, вызванные полиморфизмом, диффузией компонентов или изменением растворимости одного компонента в другом. Часто эти процессы могут происходить одновременно и оказывать существенное влияние на структуру и свойства материалов.

Режим любой термической обработки сплава можно представить графически в координатах «температура – время». Причем в большинстве случаев решающая роль в получении заданной структуры и определенных свойств принадлежит скорости охлаждения.

Термическая обработка сплавов может быть предварительной или окончательной. Предварительной обработке подвергают в основном заготовки (поковки, отливки) для улучшения обрабатываемости резанием, снижения твердости, исправления дефектов структуры и т. д., окончательной обработке – в основном готовые детали для получения свойств, необходимых в эксплуатации. Термическая обработка, может быть, простой и состоять из одной операции, например, отжига или нормализации, и сложной, состоящей из нескольких операций, например, из отжига, закалки и отпуска.

Термической обработкой можно изменять свойства одного и того же сплава в широких пределах. Это позволяет за счет увеличения прочности и твердости без существенного снижения пластичности повысить допустимые напряжения в материалах, таким образом, уменьшить размеры и массу деталей машин при сохранении или повышении их эксплуатационной надежности и долговечности.

Лабораторная работа 1

ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ

Цель работы: изучить фазовые превращения в перлите при его перекристаллизации в аустенит и процесс роста зерна аустенита при нагреве. Получить практические навыки определения действительного размера зерна по эталонам ГОСТ 5639-82, выбора рациональной температуры нагрева углеродистой стали в зависимости от содержания в ней углерода и в проведении нормализации образцов из перегретого металла; оценить влияние размера зерна на свойства стали.