Вивчення мікроструктури термічно обробленої сталі

Із зразків після всіх видів термічної обробки приготувати мікрошліфи, піддати їх травленню в 4%-у спиртному розчині азотної кислоти (цю роботу виконує лаборант кафедри) і структуру вивчити за допомогою мікроскопу.

Замалювати і охарактеризувати структуру всіх досліджених зразків сталі, звертаючи особливу увагу на форму і розміри зерен. Результати оцінки мікроструктури представити у вигляді таблиці 4.4.

Таблиця 4.4

Марка сталі	Зміст елементів, %	Вигляд термообробки	Найменування одержаної структури
С	Mn	Si	Cr	Ni
					Відпал
					Нормалізація
					Гартування у воді
					Гартування у маслі
					Гартування + відпуск при t = 200°С
					Гартування + відпуск при t = 400°С
					Гартування + відпуск при t = 650°С

Зміст звіту

Звіт повинен містити: назва роботи і її мета, короткі теоретичні відомості, хід роботи, а також наступні результати експериментів:

- розрахунки за визначенням режимів нагріву для відпалу, нормалізації і гартування;

- фактичні режими термообробки у вигляді графіків, в координатах «температура – час»;

- дані по таблицях 4.1 – 4.4;

- діаграму впливу швидкості охолоджування на твердість сталі;

- графік впливу температури нагріву загартованої сталі на її твердість;

- малюнки мікроструктур зразків після всіх досліджених видів термічної обробки (у кругах діаметром 35–40 мм).

Лабораторна робота 5

СТРУКТУРА І ВЛАСТИВОСТІ ПОВЕРХНЕВИХ ШАРІВ

ДЕТАЛЕЙ, ПІДДАНИХ ЦЕМЕНТАЦІЇ

Мета роботи – вивчити мікроструктуру поверхневих шарів деталей, підданих цементації. Оцінити характер розподілу вуглецю, визначити вплив післяцементаційної термічної обробки на твердість деталей.

Короткі теоретичні відомості

Цементацією називається процес насичення поверхневого шару деталі вуглецем. Основною метою цементації є отримання твердої і зносостійкої поверхні, яка досягається насиченням поверхневого шару вуглецем до вмісту 0,8–1,1% і подальшим гартуванням з низькотемпературним відпуском. Для цементації використовують маловуглецеві сталі, які вміщають до 0,20% С.

Цементований шар має змінну концентрацію вуглецю, яка зменшується від поверхні до середини виробу. У зв'язку з цим після повільного охолоджування в структурі цементованого шару можна розрізнити три зони: заевтектоїдну, яка складається з перліту і вторинного цементиту; евтектоїдну, яка складається з одного перліту; доевтектоїдну, яка складається з перліту і фериту. За товщину (глибину) цементованого шару приймається сума товщин всіх трьох вказаних зон.

Цементація створює тільки сприятливий розподіл вуглецю, проте необхідні властивості цементовані вироби набувають тільки після остаточної термічної обробки – гартування і наступного низькотемпературного відпуску.

Матеріали, устаткування і приладдя

Для виконання роботи необхідні: зразки маловуглецевої сталі до- і після цементації, мікрошліфи зразків після цементації, нагрівальні печі, кліщі для завантаження зразків в піч і розвантаження, шліфувальний круг, твердомір ТК.

Хід роботи

Заміряти твердість зразків, які піддавалися і не піддавалися цементації. Результати вимірювання занести в таблицю 5.1.

Зразки завантажити в піч, заздалегідь нагріту до температури 800–850^оС.

Після збігу кольору зразків і стінок робочого простору печі призначити витримку 5 хвилин.

Після закінчення витримки всі зразки загартувати у воді.

Зачистити поверхні зразків до металевого блиску і заміряти твердість за Роквеллом. Результати занести в таблицю 5.1.

Вивчити мікроструктуру зразків, підданих цементації. Замалювати і охарактеризувати мікроструктуру поверхневих, перехідних і центральних зон. Визначити загальну товщину цементованого шару і протяжність заевтектоїдної, евтектоїдної і доевтектоїдної зон.

Зробити висновки про вплив термічної обробки на властивості поверхневих шарів цементованих виробів і особливості мікроструктури.

Зміст звіту

Звіт повинен містити назву роботи, мету, теоретичні відомості, хід роботи, а також:

- марку дослідженої сталі і її хімічний склад;

- результати дослідів по таблиці 5.1;

- малюнки мікроструктур зразків, підданих цементації
(у кругах діаметром 35–40 мм);

- висновки про мікроструктуру цементованої сталі і вплив післяцементаційної термічної обробки на твердість поверхневих і центральних шарів.

Таблиця 5.1

Твердість поверхні зразків, HRC
До гартування зразків	Після гартування зразків
Нецементовані	Цементовані	Нецементовані	Цементовані
На поверхні	У центрі	На поверхні	У центрі	На поверхні	У центрі	На поверхні	У центрі