2015-04-12
956
| Номер варианта | Марка стали | V1, оС/с | V2, оС/с | Твердость, HRC |
| 90Х |
Сталь 90Х относится к инструментальным сталям, содержит 0,9 % углерода, до 1 % хрома, до 0,04 % серы, до 0,035 % фосфора.
Диаграмма изотермического распада аустенита этой стали представлена на рисунке Б.1.
Рисунок Б.1 – Диаграмма изотермического распада
аустенита стали 90Х
Для нанесения на диаграмму изотермического распада аустенита стали 90Х кривых, характеризующих скорости охлаждения V1 и V2, необходимо определить температуру нагрева и текущие температуры через определенные промежутки времени.
Температура нагрева определяется в соответствии с формулой
tн = АС3 + 30 °С = 860 + 30 = 890 °С.
Текущая температура определяется следующей формулой:
tі = tн – V∙τі.
Значения времени в секундах от начала охлаждения (τі) выбираем произвольно.
Для скорости V1 = 20 оС/с:
τ1 = 2 с, t1 = 890 – 20·2 = 850 оС
τ2 = 5 с, t2= 890 – 20·5 = 790 оС
τ3 = 8 с, t3= 890 – 20·8 = 730 оС
τ4 = 10 с, t4= 890 – 20·10 = 690 оС
τ5 = 15 с, t5= 890 – 20·15 = 590 оС
|
|
|
τ6 = 20 с, t6= 890 – 20·20 = 490 оС
τ7 = 30 с, t7= 890 – 20·30 = 290 оС
τ8 = 40с t8= 890 – 20·40 = 90 оС
Для скорости V2 = 1 оС/с:
τ1 = 10 с, t1 = 890 – 1·10 = 880 оС
τ2 = 40 с, t2 = 890 – 1·40 = 850 оС
τ3 = 100 с, t3 = 890 – 1·100 = 790 оС
τ4 = 200 с, t4 = 890 – 1·200 = 690 оС
τ5 = 300 с, t5 = 890 – 1·300 = 590 оС
По построенным кривым проанализируем превращения, происходящие при охлаждении стали 90Х из аустенитного состояния до комнатной температуры. Точки пересечения линий скорости охлаждения с линиями диаграммы характеризуют температуры распада аустенита.
При охлаждении cо скоростью V1 = 20 °С/с аустенит стали 90Х претерпевает бездиффузионное мартенситное превращение с образованием мартенсита закалки и некоторого количества остаточного аустенита. Твердость металла составляет 56…60 HRC. Схематическое изображение микроструктуры стали представлено на рис. Б.2.
Рисунок Б.2 – Схема структуры стали 90Х после охлаждения
со скоростью V1 = 200С/с
При охлаждении со скоростью V2 = 1 °С/с превращение переохлажденного аустенита начинается с выделения избыточной фазы - цементита при температуре 750 °С и завершается при температуре 700 °С. Дальнейшее охлаждение ниже 700 °С вызывает превращение переохлажденного аустенита в мелкодисперсную механическую смесь феррита и цементита (сорбит). Твердость металла составляет 32 HRC. Схематическое изображение микроструктуры стали представлено на рисунке Б.3.
Рисунок Б.3 – Схема структуры стали 90Х после охлаждения
со скоростью V2 = 10С/с
Температура изотермической выдержки переохлажденного аустенита для получения заданной твердости 45 HRC составляет 450 °С.
|
|
|
Температура минимальной устойчивости аустенита t min составляет 590 °С, а длительность инкубационного периода t min – 30 с.
Критическая скорость охлаждения Vкр, т.е. минимальная скорость охлаждения для обеспечения мартенситного превращения, равна 9 °С/с.
Инкубационный период распада аустенита:
при 400оС – 300 с;
при 500оС – 1200 с;
при 600оС – 30 с;
при 700оС – 60 с.
Твердость стали после распада аустенита при температурах:
при 400оС – 46 HRC;
при 500оС – 43 HRC;
при 600оС – 35 HRC;
при 700оС – 30 HRC.
